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転写共役型新規mRNAメチル化酵素PCIF1によるmRNA代謝調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17K07282
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Molecular biology
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

広瀬 豊  富山大学, 大学院医学薬学研究部(薬学), 准教授 (00218851)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords遺伝子発現調節 / 転写 / mRNA生合成 / RNA修飾 / RNAポリメラーゼII / mRNAキャップ / 遺伝子発現 / mRNA / 遺伝子 / 発現制御
Outline of Annual Research Achievements

申請者は、RNAポリメラーゼII(RNAPⅡ)の C末端領域(CTD)にリン酸化特異的に結合する新規ヒトタンパク質PCIF1を同定し、その機構解析を進めている。PCIF1は、RNA m6A修飾活性を有すると想定されるドメインを持つことが最近明らかとなった。そこで本研究は、PCIF1が実際にRNA m6A修飾活性を有するかを検証し、遺伝子発現調節おける機能を解明することを目的としている。
本年度は、PCIF1のRNA m6A修飾活性の検証において大きな進展があった。東京大学大学院工学系研究科の鈴木教授らとの共同研究によって、PCIF1がmRNAキャップ構造における特異的なm6A修飾活性を有することを明らかにし、報告した。その報告において、PCIF1がもつ特異的な活性から、PCIF1を新たにCAPAMと名付けた。さらにCAPAM によるm6Am修飾は、mRNAの翻訳を促進していることを共同で見出した。申請者は、これまでにPCIF1のN末端に存在するWWドメインが、セリン5番がリン酸化されたCTDに特異的に結合することを見出している。さらにPCIF1は、遺伝子のプロモーター領域に転写活性依存的に局在し、その局在は、CTDリン酸化酵素CDK7の阻害によって著しく阻害されることもすでに明らかにしていた。これらのことから、PCIF1(CAPAM)は、転写伸長の初期段階にRNAPⅡへとリクルートされ、転写と共役しながらm6Am修飾を導入することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の目的の一つであるPCIF1のRNA m6A修飾活性を証明した。

Strategy for Future Research Activity

今回新たに、PCIF1がmRNAの転写と共役したm7Gキャップ依存的なm6Am修飾酵素(CAPAM)であることを共同研究で明らかにした。さらにその共同研究において、CAPAM によるm6Am修飾は、mRNAの翻訳を促進していることを報告した。一方、これまでに申請者は、PCIF1によって発現調節される標的ヒト遺伝子として、CNOT6とRAB23を同定し、その調節がmRNAの安定性制御であることも見出している。したがって、PCIF1がm6Am修飾酵素としての機能だけではなく、さらに未知の機能を有する可能性も想定される。そうした可能性も含め、今後はさらにPCIF1の細胞および個体レベルの機能検索を行う。とりわけ、以下の3点を推進する。
(1)PCIF1と相互作用する新規因子の同定を通じ、PCIF1とともに遺伝子発現制御に関与する因子の探索を進める。
(2)PCIF1標的遺伝子mRNAの内部領域のRNAメチル化にPCIF1が関与しているかを検証するために、PCIF1 ノックアウト細胞株を樹立し、MeRIP解析を行う。
(2)PCIF1の個体レベルの生理機能を明らかにするために、CRISPER/Cas9 システムによるPCIF1 ノックアウトマウスを作製し、その表現型を解析していく。

Report

(2 results)
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report

Research Products

(29 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Cap-specific terminal N6-methylation of RNA by an RNA polymerase Ⅱ-associated methyltransferase Cap.2019

    • Author(s)
      Akichika S., Hirano S., Shichino Y., Suzuki T., Nishimasu H., Ishitani R., Sugita A., Hirose Y., Iwasaki S., Nureki O., and Suzuki T.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 363 Issue: 363 Pages: 6423-6423

    • DOI

      10.1126/science.aav0080

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mediator cyclin-dependent kinases upregulate transcription of inflammatory genes in cooperation with NF-kappaB and C/EBPbeta on stimulation of Toll-like receptor 9.2017

    • Author(s)
      Yamamoto, S., Hagihara, T., Horiuchi, Y., Okui, A., Wani, S., Yoshida, T., Inoue, T., Tanaka, A., Ito, T., Hirose, Y., and Ohkuma, Y.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 22 Pages: 265-276

    • DOI

      10.1111/gtc.12475

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Functional analysis of the kinase module of human Mediator complex using a baculovirus-insect cell expression system2018

    • Author(s)
      Harako S, Hayasi H, Tanzawa M, Fujita C, Iida S, Tanaka A, Hirose Y, Ohkuma Y
    • Organizer
      The Third International Symposium on Toyama-Asia-Africa Pharmaceutical Network
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リン酸化CTD結合因子PCIF1による遺伝子発現調節2018

    • Author(s)
      伊藤志帆,杉田愛,石黒尋保,田渕圭章,大熊芳明,廣瀬豊
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
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  • [Presentation] 転写と共役した選択的ポリ(A)付加調節の分子機構2018

    • Author(s)
      竹田深雪,京角啓太,寺田公介,畑山光,大熊芳明,廣瀬豊
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ユビキチン様ドメインを有するPol II-CTD脱リン酸化酵素による遺伝子発現制御2018

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      加藤ありさ,和仁翔太郎,加納未由希,石黒尋保,杉田愛,田渕圭章,大熊芳明,廣瀬豊
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  • [Presentation] リン酸化CTD結合因子PCIF1による遺伝子発現調節2018

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  • [Presentation] 転写伸長因子DSIFのPol IIへのリクルートにおけるSpt5の酸性領域とp62の関与の検討2018

    • Author(s)
      平山翼,依田ちづる,田中亜紀,廣瀬豊,大熊芳明
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  • [Presentation] リン酸化CTD結合因子PCIF1による遺伝子発現調節機構2018

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      伊藤志帆,杉田愛,柳澤奈月,石黒尋保,田渕圭章,大熊芳明,廣瀬豊
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      日本生化学会北陸支部第36回大会
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  • [Presentation] 試験管内再構成系を用いたヒトメディエーター複合体Kinaseモジュールの機能解析2018

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      原子空,丹澤円, 林裕人,藤田智陽,飯田智,田中亜紀,廣瀬豊,大熊芳明
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      日本生化学会北陸支部第36回大会
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  • [Presentation] ユビキチン様ドメインを有する新規脱リン酸化酵素UBLCP1によるサイクリンE1遺伝子の発現制御機構の解析2018

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      車奏一郎,和仁翔太郎,加藤ありさ,加納未由希,石黒尋保,杉田愛,田渕圭章,大熊芳明,廣瀬豊
    • Organizer
      日本薬学会北陸支部第130回例会
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  • [Presentation] 転写伸長因子DSIFのPol IIへのリクルートにおけるSpt5酸性領域とTFIIH p62の関与の検討2018

    • Author(s)
      依田ちづる,平山翼,田中亜紀,廣瀬豊,大熊芳明
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      日本薬学会北陸支部第130回例会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] リン酸化CTD結合因子PCIF1による遺伝子発現調節機構の解明2018

    • Author(s)
      杉田愛,伊藤志帆,柳澤奈月,石黒尋保,田渕圭章,大熊芳明,廣瀬豊
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      日本薬学会第138年会
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      原子空,林裕人,藤田智陽,飯田智,廣瀬豊,大熊芳明
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      日本薬学会第138年会
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  • [Presentation] 基本転写因子TFIIEとクロマチン構造変換複合体による転写制御機構2018

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      田中亜紀,山田佑里香,小林聡子,廣瀬豊,大熊芳明
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      日本薬学会第138年会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 基本転写因子による転写開始から伸長への移行の制御機構解析2018

    • Author(s)
      平山翼,福岡瑞希,田中亜紀,廣瀬豊,大熊芳明
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      日本薬学会第138年会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] リン酸化CTD結合因子PCIF1による遺伝子発現調節機構の解明2017

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      杉田愛,伊藤志帆,柳澤奈月,石黒尋保,佐藤崇之,田渕圭章,大熊芳明,廣瀬豊
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部第35回大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 基本転写因子による転写開始から伸長への移行の制御機構解析2017

    • Author(s)
      福岡瑞希,田中亜紀,平山翼,廣瀬豊,大熊芳明
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  • [Presentation] 試験管内再構成系を用いたヒトメディエーター複合体Kinaseモジュールの機能解析2017

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      原子空,林裕人,藤田智陽,飯田智,廣瀬豊,大熊芳明
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      第19回日本RNA学会年会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト転写メディエーター複合体kinaseモジュール構成サブユニットCDK8/19の新規結合因子の同定2017

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      第19回日本RNA学会年会
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      和仁翔太郎,加藤ありさ,加納未由希,石黒尋保,杉田愛,田渕圭章,佐藤崇之,甲斐田大輔,大熊芳明,廣瀬豊
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      寺田公介,畑山光,西村和也,竹田深雪,大熊芳明,廣瀬豊
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      田中亜紀,福岡瑞希,平山翼,廣瀬豊,大熊芳明
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会ConBio2017
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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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