網羅的オルガネラ解析ツールＲａｂを用いた新規ＲＮＡサイレンシング制御機構の解明

• Project/Area Number: 14J10075
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小林 穂高 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2016: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: RNAサイレンシング / RISC / Argonaute / miRNA / オルガネラ / オートファゴソーム / オートファジー / Rab

Outline of Annual Research Achievements

RNAサイレンシングとは、20~30塩基程度の小分子RNAによって、そのRNAと相補的な塩基配列を持つ遺伝子の発現が抑制される現象である。小分子RNAの一つであるmicroRNA（miRNA）はヒトゲノムに約2,000種類もコードされており、タンパク質をコードする全遺伝子の半数以上の発現を制御すると考えられている。miRNAはArgonauteと呼ばれるタンパク質に取り込まれ、RNA-induced silencing complex（RISC）と呼ばれる複合体を形成することで、RNAサイレンシングを実行する。近年、RISCが後期エンドソームと呼ばれるオルガネラに局在するとRNAサイレンシングが促進されることが報告され、RISCとオルガネラの関係性が注目を集めた。しかし、RISCが局在するオルガネラの全容や、RISCがオルガネラに局在する意義は依然として明らかでない。そこで、本研究では、Rabファミリータンパク質を網羅的オルガネラ解析ツールとして用いることで、オルガネラを介した新規RNAサイレンシング制御機構を解明することを目指した。平成26・27年度の研究により、miRNAと結合しない状態のArgonauteはオートファジーによって分解されることを見出した。平成28年度の研究では、このArgonaute分解機構について詳細に解析し、（ⅰ）miRNA非結合型のArgonauteは選択的にユビキチン化を受けること、（ⅱ）この選択的ユビキチン化はRINGフィンガー型E3リガーゼTakotsuboが担うこと、（ⅲ）Takotsubo をノックダウンするとTranscriptomeレベルでmRNAの発現上昇が認められること等を見出した。以上のように、本研究ではオートファジー（すなわち、オートファゴソームとリソソーム）によるmiRNA非結合型Argonauteの選択的分解を介した新規RNAサイレンシング制御機構を見出すことに成功した。また、「ユビキチン化されたArgonauteは、何故プロテアソームではなくオートファゴソームによって認識されるのか」という新たな課題を得ることが出来た。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] RISC assembly: Coordination between small RNAs and Argonaute proteins. (2016)
  • Author(s): Kobayashi H, Tomari Y
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta Volume: 1859(1) Issue: 1 Pages: 71-81
  • DOI: 10.1016/j.bbagrm.2015.08.007
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Measurement of Rab35 Activity with the GTP-Rab35 Trapper RBD35. (2015)
  • Author(s): Kobayashi H, Etoh K, Marubashi S, Ohbayashi N, Fukuda M.
  • Journal Title: Methods Mol Biol Volume: 1298 Pages: 207-216
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2569-8_18
  • ISBN: 9781493925681, 9781493925698
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rab35 is translocated from Arf6-positive perinuclear recycling endosomes to neurite tips during neurite outgrowth. (2014)
  • Author(s): Kobayashi H, Etoh K, Fukuda M
  • Journal Title: Small GTPases Volume: 5 Issue: 3 Pages: 1-4
  • DOI: 10.4161/sgtp.29290
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rab35 promotes the recruitment of Rab8, Rab13, and Rab36 to recycling endosomes through MICAL-L1 during neurite outgrowth. (2014)
  • Author(s): Kobayashi H, Etoh K, Ohbayashi N, Fukuda M
  • Journal Title: Biol Open Volume: 3 Issue: 9 Pages: 803-814
  • DOI: 10.1242/bio.20148771
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Rabタンパク質を利用したRNAサイレンシングの場の探索 (2014)
  • Author(s): 小林穂高、福田光則、泊幸秀
  • Organizer: RNAフロンティアミーティング2014
  • Place of Presentation: 和歌山県西牟婁郡
  • Year and Date: 2014-09-18
• [Presentation] Rab35は神経突起伸長においてRab8, Rab13, Rab36の局在を制御する (2014)
  • Author(s): 小林穂高、衛藤貫、大林典彦、福田光則
  • Organizer: 第54回生命科学夏の学校
  • Place of Presentation: 滋賀県高島市
  • Year and Date: 2014-08-29
• [Book] ノンコーディングRNA「miRNA」 (2016)
  • Author(s): 小林穂高、松浦絵里子、泊幸秀
  • Total Pages: 372
  • Publisher: 化学同人
• [Remarks]
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/tomari/jp/
• [Remarks]
  • URL: http://researchmap.jp/hota-koba/
• [Remarks]
  • URL: http://researchmap.jp/hota-koba
• [Remarks]
  • URL: http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/tomari/jp