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代謝酵素遺伝子ノンコーディングmRNAの食餌による発現制御機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaNeo-taxonomy of noncoding RNAs
Project/Area Number 15H01467
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

黒柳 秀人  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (30323702)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
KeywordsノンコーディングmRNA / 品質管理機構 / NMD / 遺伝子発現制御 / 選択的スプライシング / 線虫 / 食餌 / アミノ酸代謝酵素 / RNAプロセシング / メチオニン代謝回路
Outline of Annual Research Achievements

1.本研究課題では、線虫のアミノ酸代謝酵素をコードする遺伝子の発現が食餌に応答してmRNA前駆体からノンコーディングmRNAを産生する転写後プロセシングにより制御される現象の分子機構として作動エレメントと作動装置の実体を解明することを目指している。2種類の細菌をそれぞれ餌として飼育した線虫のmRNAの大規模シーケンス解析を行い比較したところ、細菌の種類によるノンコーディングmRNAの発現量の違いは予備実験ほど顕著ではなかった。そこで、このノンコーディングmRNAの発現量が変動する条件をよく検討した結果、3時間の摂食と絶食によって可逆的に変動することが明らかとなった。また、この酵素のノンコーディングmRNAの発現は自身のコピー数によっても変動することから、代謝産物による間接的な選択的スプライシングの制御機構の存在が示唆された。
現在は、作動装置変異体のスクリーニングを可能にするため、ノンコーディングmRNAの発現量を可視化する蛍光レポーターの作製を進めている。また、ノンコーディングmRNAの発現を変動させる大腸菌の成分の特定を試みており、これまでに、熱で失活すること、DNA分解酵素やRNA分解酵素に対しては安定であることを見出している。
2.線虫のリボソームタンパク質をコードする遺伝子のうち8つがノンコーディングmRNAを産生する選択的スプライシングを受けることで発現量の恒常性が維持されていることを見出し、そのうちL10aタンパク質がL10AREと命名した作動エレメントに直接結合することで選択的スプライシングを自己制御することを報告した。
3.線虫のRNA結合タンパク質PTB-1が哺乳類の相同遺伝子と同様に自身のmRNA前駆体の選択的スプライシングを制御してノンコーディングmRNAを産生させることで発現量を負に自己制御していることを報告した。

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。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] An emerging model organism Caenorhabditis elegans for alternative pre-mRNA processing in vivo2017

    • Author(s)
      Shotaro Wani & Hidehito Kuroyanagi
    • Journal Title

      Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA

      Volume: 印刷中 Issue: 6

    • DOI

      10.1002/wrna.1428

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Splicing factors control C. elegans behavioural learning in a single neuron by producing DAF-2c receptor.2016

    • Author(s)
      Masahiro Tomioka, Yasuki Naito, Hidehito KUROYANAGI, and Yuichi Iino.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: - Issue: 1 Pages: 11645-11645

    • DOI

      10.1038/ncomms11645

    • NAID

      120006348540

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evolutionarily conserved autoregulation of alternative pre-mRNA splicing by ribosomal protein L10a.2016

    • Author(s)
      Satomi Takei, Marina Togo-Ohno, Yutaka Suzuki and Hidehito Kuroyanagi
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: - Issue: 12 Pages: 5585-5596

    • DOI

      10.1093/nar/gkw152

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Splicing factors control C. elegans behavioural learning in a single neuron by producing DAF-2c receptor.2016

    • Author(s)
      Masahiro Tomioka, Yasuki Naito, Hidehito KUROYANAGI, and Yuichi Iino.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: -

    • NAID

      120006348540

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 生体内mRNA前駆体プロセシングの動態の解析2017

    • Author(s)
      渡部栄地
    • Organizer
      東京地区線虫勉強会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] "Non-Coding mRNAs" from Protein-Coding Genes through Alternative Pre-mRNA Splicing.2016

    • Author(s)
      Hidehito Kuroyanagi
    • Organizer
      19th Tokyo RNA Club
    • Place of Presentation
      東京大学武田ホール
    • Year and Date
      2016-04-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] "Non-Coding mRNAs" from Protein-Coding Genes through Alternative Pre-mRNA Splicing.2016

    • Author(s)
      Hidehito Kuroyanagi
    • Organizer
      19th Tokyo RNA Club
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] ノンコーディングRNA ―RNA分子の全体像を俯瞰する―2016

    • Author(s)
      廣瀬哲郎・泊幸秀(編) 黒柳秀人を含む57名(著)
    • Publisher
      化学同人
    • Related Report
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  • [Remarks] 東京医科歯科大学難治疾患研究所遺伝子発現制御学 研究成果の紹介

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/end/research/

    • Related Report
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  • [Remarks] UTokyo Research

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/production-of-a-molecule-for-memory-of-salt-concentration.html

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  • [Remarks] 東京医科歯科大学難治疾患研究所フロンティア研究室遺伝子発現制御学

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/end/

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  • [Remarks] 新学術領域研究「ノンコーディングRNAネオタクソノミ」

    • URL

      https://ncrna.jp/information/grant

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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