Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
近年、細胞内小器官のみならず、リボソームRNA (rRNA)といった核酸も選択的オートファジーにより分解され、飢餓状態での細胞生存に寄与することが明らかになりつつある。本研究は、rRNAやtRNAの分解で生じる多様な修飾ヌクレオシドが細胞外に分泌されるという現象に着目し、オートファジーよる修飾ヌクレオシドの産生と分泌の分子機構、更には液性因子としての作用を解明することにより、「オートファジーにより細胞外へ分泌される修飾ヌクレオシドは他の細胞に情報を伝える新しい概念の液性因子である」という概念の確立を目指す。
RNAは多様な化学修飾を含んでおり、転写後の遺伝子発現に不可欠である。一方、ほとんどのRNA修飾は脱修飾をされないため、RNAが１塩基まで代謝された後でも存在する。しかし、修飾を含むRNA塩基、すなわち修飾ヌクレオシドがどのような経路で細胞外に放出され、細胞外においてどのような作用を有するかが不明である。そこで本研究ではRNA分解後に生じる修飾ヌクレオシドの分泌機構ならびに細胞外における修飾ヌクレオシドの作用の解明を目的とした。修飾ヌクレオシドの分泌機構について古典的な未修飾ヌクレオシドのトランスポーターであるENTファミリーに着目し、ENT1/2のノックアウト細胞を作成し細胞内外における修飾ヌクレオシドの動態を検討した結果、ENT1/2のノックアウト細胞内において修飾ヌクレオシドの顕著な蓄積が認められた。また、修飾ヌクレオシドが過剰に蓄積しているENT1/2欠損細胞では栄養条件に関わらずオートファジー応答が顕著に上昇し、野生型細胞ににおいて修飾ヌクレオシドの投与がオートファジーの強い応答を見られた。以上のことから、ENT1/2が修飾ヌクレオシドのトランスポーターであること、そして修飾ヌクレオシドがオートファジーを誘導しうることが示された。一方、細胞外における修飾ヌクレオシドの作用を明らかにするため、修飾ヌクレオシドによるGPCRの活性化を網羅的に検討した。その結果、修飾ヌクレオシドの一種であるm6Aがアデノシン受容体の一種であるA3受容体を強力に活性化できることを発見した。m6AによるA3受容体の活性化は肥満細胞の脱顆粒を促進し、生体においてアレルギー応答ならびにサイトカインの発現更新を誘導した。これらの結果から、細胞外に分泌された修飾ヌクレオシドの一部は、液性因子として細胞機能を制御しうることが示された。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Molecular Cell
Volume: 81 Issue: 4 Pages: 674-674
10.1016/j.molcel.2020.12.038
Science Advances
Volume: 7 Issue: 13
10.1126/sciadv.abf3072
RNA Biology
Volume: 18 Issue: sup1 Pages: 478-495
10.1080/15476286.2021.1960689
STAR Protocols
Volume: 2 Issue: 4 Pages: 100848-100848
10.1016/j.xpro.2021.100848
Nucleic Acids Research
Volume: 49 Issue: 20 Pages: 11855-11867
10.1093/nar/gkab879
https://www.modomics-medicine.com/
