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
| Project/Area Number |
17K07282
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Molecular biology
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| Research Institution | University of Toyama |
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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)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2018)
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| 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)
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| 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 |
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(29 results)
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[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.
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Journal Title
Science
Volume: 363
Issue: 363
Pages: 6423-6423
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[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.
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Journal Title
Genes Cells
Volume: 22
Pages: 265-276
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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