Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、トランスポゾンが真核生物ゲノムの膨大な領域を占める意味を、ヘテロクロマチンとゲノム三次元構造という視点から解明する。これまでに、piRNAと呼ばれる小分子非コードRNAによるトランスポゾンの遺伝子発現制御の実態は、核ラミナ相互作用ドメインやゲノム三次元構造の変動を伴うダイナミックな核内構造の変化であることを見出した。これを受けて、トランスポゾンは制御されること自体を通じて、ゲノム上のドメイン領域としての機能があるのではないか？と着想した。本研究では、トランスポゾンを中心としたクロマチン状態と遺伝子発現の変化とこれを制御する分子機構を理解する。
本研究では、トランスポゾンをはじめとした非コードゲノム領域が、非コードRNAやインシュレーターによる制御を受けて、ゲノム構造と遺伝子発現をどのように形作るかについての新たな知見を得た。PIWI-interacting RNA（piRNA）は、生殖組織特異的にトランスポゾンを抑制することでゲノムの安定性を維持する非コードRNAである。ショウジョウバエpiRNAは、Piwiタンパク質と結合し、ヘテロクロマチン形成を通じて標的トランスポゾンの転写を抑制することが知られている。Piwiが標的抑制の際に新生RNA上で形成する複合体を新たに同定し、これをPPNp複合体と名付けた（Murano and *Iwasaki et al., EMBOJ, 2019）。この複合体が、ゲノムの核内構造の多層的な変化を誘導することでトランスポゾンの発現を抑制していることを明らかにした（*Iwasaki et al., EMBOJ, 2021）。さらに、PPNp複合体をレポーター上に係留することでヘテロクロマチン構造が段階的に形成される様子を時系列的に理解した。生殖組織でpiRNAがトランスポゾン抑制に重要な役割を果たす一方で、体細胞におけるトランスポゾンの制御については不明な部分が大きい。本研究では、卵巣体細胞において、Mod(mdg4)の機能未知スプライスバリアントが、サブテロメア領域のエンハンサーを抑制してテロメア構成トランスポゾンHeT-Aの発現を抑制していることを明らかにした（Takeuchi et al. (*Iwasaki), NAR, 2022）。この制御機構は、ショウジョウバエテロメア配列の安定性の維持に重要な役割を果たしている。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021
All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results, Open Access: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results, Invited: 12 results)
Nucleic Acids Research
Volume: 50 Issue: 20 Pages: 11580-11599
10.1093/nar/gkac1034
Methods in Molecular Biology
Volume: 2509 Pages: 143-153
10.1007/978-1-0716-2380-0_9
Nature Communications
Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1518-1518
10.1038/s41467-022-29193-9
iScience
Volume: 25 Issue: 3 Pages: 103914-103914
10.1016/j.isci.2022.103914
Nature Cell Biology
Volume: 23 Issue: 9 Pages: 1002-1012
10.1038/s41556-021-00745-3
The EMBO Journal
Volume: 40 Issue: 18
10.15252/embj.2021108345
Development Growth and Differentiation
Volume: 63 Issue: 4-5 Pages: 262-273
10.1111/dgd.12735
