真核多細胞微生物の未分化維持に関わる長鎖非コードRNAの動態追跡

• Project Area: Neo-taxonomy of noncoding RNAs
• Project/Area Number: 15H01475
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 川田 健文 東邦大学, 理学部, 教授 (30221899)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000); Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2015: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: 遺伝子 / シグナル伝達 / 生体分子 / 発生・分化 / 微生物 / lncRNA / non-coding RNA / 転写因子 / 細胞性粘菌 / オーガナイザー

Outline of Annual Research Achievements

原始的な真核多細胞微生物である細胞性粘菌の発生過程においても形成体（オーガナーザー）がみられ、転写因子STATa が形成体の機能発揮に重要な役割を担っている。細胞性粘菌の長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)であるdutA RNAがSTATaの活性化（SH2ドメインC末端側のチロシン残基のリン酸化）を調節し、分化の最終段階である子実体形成を抑えることから、dutAは形成体を介して未分化状態の維持に関与する。
本研究では、ハイブリダイゼーションによらない検出法でdutAの局在変化や消失などRNAそのものの動態を追うことでlncRNAによる未分化維持メカニズムを提唱することを目的とした。そのために、RNA の3′末端にMS2リピート配列を導入した融合RNAを発現する株を確立し、MS2-GFP融合タンパク質も発現させることで、dutAの転写活性のイメージングに成功した。多細胞体個体中での汎用的な３次元RNA検出法を確立し、dutA RNAの動態検出を試みたが、MS2-GFPのノイズが高すぎて動態追跡には適さなかった。今後に向けて、ノイズ低減の工夫を施した新規の検出法の開発が必須となった。また、dutA RNAの形成体での強制発現が発生遅延を引き起こす能力を利用してdutA RNAの作動領域をある程度同定できた。現在、より詳細なマッピングと高次構造の解析を行っている。さらに、MS2リピートがタグとして付加されたdutA RNA発現株を利用したChIRPというRNA沈降実験によって、dutA RNA結合タンパク質の同定を試み、dutA RNA特異的な結合タンパク質を数種類検出することに成功した。今後、これらをクローン化し、dutA RNA複合体の構成要素とそれぞれの機能を明らかにすることで、dutA RNAの作用メカニズムの解明を目指す。

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] Regulation of ecmF gene expression and genetic hierarchy among STATa, CudA, and MybC on several prestalk A-specific gene expressions in Dictyostelium. (2016)
  • Author(s): Saga, Y., Inamura, T., Shimada, N. and Kawata, T.
  • Journal Title: Development Growth & Differentiation Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 383-399
  • DOI: 10.1111/dgd.12285
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Implications of expansin-like 3 gene in Dictyostelium morphogenesis. (2015)
  • Author(s): Kawata, T., Nakamura, Y., Saga, Y., Iwade, Y., Ishikawa, M., Sakurai, A. and Shimada, N.
  • Journal Title: SpringerPlus Volume: 4 Issue: 1 Pages: 190-190
  • DOI: 10.1186/s40064-015-0964-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Analysis of lncRNA dutA repressing terminal differentiation via Dictyostelium organizer. (2017)
  • Author(s): Yukika Saga, Kohei Kitsutaka, Saki Tamukai, Naoya Kurihara, Naoki Morikawa, Nao Shimada, Tetsuya Muramoto, Takefumi Kawata
  • Organizer: 日本発生生物学会 (JSDB) 第50回大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2017-05-10
• [Presentation] 細胞性粘菌でのCRISPR/Cas システムの利用 (2016)
  • Author(s): 関根僚也、村本哲哉
  • Organizer: 第６回日本細胞性粘菌学会例会
  • Place of Presentation: 上智大学（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-10-16
• [Presentation] オーガナイザー領域におけるSTATa依存的な転写因子群の階層性 (2016)
  • Author(s): 嵯峨幸夏、川田健文
  • Organizer: 第６回日本細胞性粘菌学会例会
  • Place of Presentation: 上智大学（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-10-15
• [Presentation] 子実体形成の抑制に関わるlong non-coding RNA dutAの作動領域のマッピングとイメージング (2016)
  • Author(s): 橘高昂平、田向沙樹、嵯峨幸夏、森川直樹、古橋和美、島田奈央、村本哲哉、川田健文
  • Organizer: 第６回日本細胞性粘菌学会例会
  • Place of Presentation: 上智大学（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-10-15
• [Presentation] 転写因子の細胞内動態解析による多細胞体構築機構の解明 (2016)
  • Author(s): 岡野由里、船江聡子、川田健文、村本哲哉
  • Organizer: 第６回日本細胞性粘菌学会例会
  • Place of Presentation: 上智大学（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-10-15
• [Presentation] 転写ダイナミックスの世代を超えた継承の解明 (2016)
  • Author(s): 菊地亜紀、村本哲哉
  • Organizer: 第６回日本細胞性粘菌学会例会
  • Place of Presentation: 上智大学（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-10-15
• [Presentation] 発生分化における短周期発現振動を示す遺伝子の探索と解析 (2016)
  • Author(s): 清水祐季、菊地亜紀、平岡真奈、村本哲哉
  • Organizer: 第６回日本細胞性粘菌学会例会
  • Place of Presentation: 上智大学（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2016-10-15
• [Presentation] 細胞性粘菌lncRNAの動態解析 (2016)
  • Author(s): 嵯峨幸夏、橘高昂平、田向沙樹、栗原直也、島田奈央、村本哲哉、川田健文
  • Organizer: RNAフロンティアミーティング2016
  • Place of Presentation: いこいの湯宿いろは（北海道ニセコ町）
  • Year and Date: 2016-08-31
• [Presentation] オーガナイザー特異的遺伝子ecmFにおけるSTATa作用領域の同定 (2015)
  • Author(s): 嵯峨幸夏、稲村友香、島田奈央、川田健文
  • Organizer: 第5回日本細胞性粘菌学会
  • Place of Presentation: 弘前大学（青森県弘前市）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] TLKキナーゼDrkCの機能解析 (2015)
  • Author(s): 石川恵、荒川今日子、川田健文
  • Organizer: 第５回日本細胞性粘菌学会
  • Place of Presentation: 弘前大学（青森県弘前市）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] Analyses of TKL kinase, DrkA, in STATa tyrosine phosphorylation. (2015)
  • Author(s): 嵯峨幸夏、岩出結実、石川恵、荒木剛、Jeffrey G. Williams、川田健文
  • Organizer: 第５回日本細胞性粘菌学会
  • Place of Presentation: 弘前大学（青森県弘前市）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] 遺伝子発現動態のイメージング解析 (2015)
  • Author(s): 村本哲哉
  • Organizer: 第5回日本細胞性粘菌学会
  • Place of Presentation: 弘前大学（青森県弘前市）
  • Year and Date: 2015-10-10
  • Invited
• [Presentation] 発生分化における周期的転写活性化とそのゲノム動態 (2015)
  • Author(s): 関根僚也、菊地亜紀、村本哲哉
  • Organizer: 第5回日本細胞性粘菌学会
  • Place of Presentation: 弘前大学（青森県弘前市）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] Analyses of DrkA kinase in STATa activation. (2015)
  • Author(s): Saga, Y., Iwade, Y., Ishikawa, M., Araki, T., Williams, J.G. and Kawata, T.
  • Organizer: Dicty 2015 Annual International Dictyostelium Conference
  • Place of Presentation: London, UK
  • Year and Date: 2015-08-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 発生分化過程でみられる転写の振動現象のイメージング解析 (2015)
  • Author(s): 村本哲哉
  • Organizer: 第37回つくば藻類・プロティストフォーラム
  • Place of Presentation: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-06-22
  • Invited
• [Presentation] Nucleocytoplasmic shuttling of a GATA transcription factor functions as a development timer (2015)
  • Author(s): Muramoto, T., and Ueda, M.
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-06-03
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.lab2.toho-u.ac.jp/sci/bio/moldev/saito/Welcome.html