Nuclear RNA body-mediated chromatin regulation in heat shock

Publicly Offered Research

Project Area	Chromatin potential for gene regulation
Project/Area Number	21H00243
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	The University of Tokyo
Principal Investigator	秋光信佳東京大学, アイソトープ総合センター, 教授 (40294962)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000) Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywords	RNA / RNAボディ / 核
Outline of Research at the Start	これまでの実験結果は、MALAT1が熱ストレス時にクロマチン状態を変化させ、熱ストレス耐性の獲得に寄与することを示唆している。そこで、「MALAT1を含有するHiNoCo-bodyがクロマチン状態を制御し、熱ストレス耐性の獲得・維持に寄与する」という仮説を立てた。本研究では、この仮説を検証し、HiNoCo-bodyによる熱ストレス時のクロマチン制御の分子機構を解明する。さらに、HiNoCo-bodyが熱ストレスの記憶装置として働くかというチャレンジングな課題にも挑む。
Outline of Annual Research Achievements	核内RNAボディとクロマチン制御との関係を調べるため、次世代シーケンス技術とバイオインフォマティックス解析をつかってアプローチした。具体的には、熱ショックで形成されるノンコーディングRNA含有RNAボディであるHiNoCo-bodyを対象に、HiNoCo-bodyの構成RNAであるMALAT1ノンコーディングRNAに着目し、MALAT1に対するアンチセンスオリゴをデザインし、ハイブリダイゼーショインによってMALAT1を回収するときに同時回収されるゲノム領域を次世代シーケンス解析した（ChIRP-seq法）。その結果、熱ショック依存的にMALAT1が熱ショック応答遺伝子と相互作用することを見いだした。この結果は、熱ショックによって、熱ショック応答遺伝子群が集められる可能性を示唆する結果であった。つぎに、ゲノム領域とRNAとの相互作用をさらに検証するため、DNA/RNA-FISH実験をおこなったところ、熱ショック依存的にMALAT1（すなわちHiNoCo-body）と注目ゲノム領域が近接することを確認した。さらに、MALAT1と相互作用する熱ショック遺伝子は、熱ショック依存的な遺伝子発現がMALAT1欠損によって抑制されることを見いだした。これらの結果は、HiNoCo-bodyがクロマチン制御を通じて特定の遺伝子群の発現を制御することを示唆する結果である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason HiNoCo-bodyがクロマチン制御を通じて特定の遺伝子群の発現を制御することを示唆する重要な結果を得たことから、順調に研究が進捗していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	これまでの知見をもとに立案した仮説を検証する実験をさらにすすめる。