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神経特異的RNA結合蛋白質とmicroRNAによる翻訳制御機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaFunctional machinery for non-coding RNAs
Project/Area Number 22115511
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 InstitutionMicrobial Chemistry Research Foundation (2011)
Kobe University (2010)

Principal Investigator

藤原 俊伸  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所・基盤生物研究部, 主席研究員 (80362804)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2010: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
KeywordsRNA結合タンパク質 / 翻訳制御 / 局所翻訳 / 神経分化
Research Abstract

神経細胞の分化や機能発現を、翻訳調節ネットワークという視点から解明することを目的として、神経特異的なRNA結合タンパク質HuDの働きがmicroRNAマシナリーとどのように協調あるいは拮抗して働くかを研究する。
領域代表・泊博士および領域内研究者である神戸大学・三嶋博士との共同研究を実施し、翻訳開始機構およびmiRNAによる翻訳抑制との相関関係について研究を行った。具体的には、miRNA存在、非存在下における翻訳開始複合体形成およびPABP枯渇状態でのpolysome形成状態をショ糖密度勾配遠心により解析を行った。その結果、miRNAによる標的mRNAの抑制には脱アデニル化・mRNA分解およびPABPに依存しない「直接的な翻訳抑制」が関与することを明らかにし、PNAS誌上で発表した。また、HuDがどのように局所翻訳に寄与しているかを、微小管との結合を足掛かりに解析した。これまでの神経特異的Huタンパク質がどのように微小管上に結合しているのかは不明であった。そして、HuDは微小管結合タンパク質であるLC1を介して微小管に結合し、標的mRNAの神経突起内における輸送などに関与する可能性が示唆された。さらに、RNA結合タンパク質HuDがシグナル伝達因子Aktの活性型と特異的に結合すること、さらにAkt1との結合がHuDの分化誘導能に必須であることを証明し、NAR誌上で発表した。また、これまで機能未知であったeIF5 mimic proteinの機能解析をカンサス州立大学・浅野桂博士との共同研究で行い、翻訳抑制機能を持つことを明らかにした。
さらに、弘前大学・牛田千里准教授との共同研究により、藤原が有する独自の生化学系を用いてこれまでに報告がなかったC.elegansのU8 snoRNAを発見している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究代表者がこれまでに構築してきた生化学を基盤とするin vitro翻訳解析システムを応用することに成功し、miRNAによる翻訳抑制機構の一端が明らかになりつつある。

Strategy for Future Research Activity

代表者のこれまでの予備実験により、哺乳類においては抽出液を得る株化細胞の種類によって翻訳効率が一様でなく、翻訳開始の制御機構が異なることを示唆する結果を得ている。翻訳開始の活性化と抑制は常に拮抗関係にあり、組織・細胞ごとにその制御機構は異なることは自明である。従って、様々な細胞種を用いたin vitro翻訳系を構築し、翻訳活性化とmiRNAによる抑制機構がどのように連携しているのかを明らかにすることを試みる。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2012 2011 2010

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (10 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Double PHD finger proteins DPF3a and 3b are reouired as transcriptional coactivators in the SWI/SNF complex-dependent activation of the NF-κB Re1A/p50 heterodimer2012

    • Author(s)
      Ishizaka A, Mizutani T, Kobayashi K, Tando T, Sakurai K, Fujiwara T, Iba H
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry

      Volume: (印刷中) Issue: 15 Pages: 11924-11933

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.322792

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Translational inhibition by deadenylation-independent mechanismsis central to microRNA-mediated silencing in zebrafish2012

    • Author(s)
      Yuichiro Mishima
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 109(4) Issue: 4 Pages: 1104-1109

    • DOI

      10.1073/pnas.1113350109

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Functional and direct interaction between the RNA binding protein HuD and active Akt12012

    • Author(s)
      Toshinobu Fujiwara
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 40(5) Issue: 5 Pages: 1944-1953

    • DOI

      10.1093/nar/gkr979

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microtubule association of a neuronal RNA-binding protein HuD through its binding to the light chain of MAP1B2011

    • Author(s)
      Fujiwara Y, Kasashima K, Saito K, Fukuda M, Fukao A, Sasano Y, Inoue K, Fujiwara T, Sakamoto H
    • Journal Title

      Biochimie

      Volume: 93 Issue: 5 Pages: 817-822

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2011.01.008

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanisms of translational regulation by a human eIF5-mimic protein2011

    • Author(s)
      Chingakham Ranj it Singh
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 39(19) Issue: 19 Pages: 8314-8328

    • DOI

      10.1093/nar/gkr339

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microtubule association of a neuronal RNA-binding protein HuD through its binding to the light chain of MAP1B.2011

    • Author(s)
      Fujiwara Y, Kasashima K, Saito K, Fukuda M, Fukao A, Sasano Y, Inoue K, Fujiwara T, Sakamoto H.
    • Journal Title

      Biochimie

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A small nucleolar RNA functions in rRNA processing in Caenorhabditis elegans.2010

    • Author(s)
      Hokii Y, Sasano Y, Sato M, Sakamoto H, Sakata K, Shingai R, Taneda A, Oka S, Himeno H, Muto A, Fujiwara T, Ushida C.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res.

      Volume: 38 Pages: 5909-5918

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      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Neural specific RNA-binding proteins grasp the translation regulatory networks2012

    • Author(s)
      Fujiwara T.
    • Organizer
      FURANO CONFERENCE ON "ADVANCED BIOREGULATION AND RNA"
    • Place of Presentation
      フラノ寶亭留(旭川市)
    • Year and Date
      2012-03-05
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] RNA翻訳制御2012

    • Author(s)
      藤原俊伸
    • Organizer
      第6回長野カンファレンス
    • Place of Presentation
      ホテル山楽(志賀高原)
    • Year and Date
      2012-02-29
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経特異的RNA結合タンパク質HuDによる翻訳制御機構2011

    • Author(s)
      藤原俊伸
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
    • Year and Date
      2011-09-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct and functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and phosphorylated Akt12011

    • Author(s)
      Fukao A., Imataka H., Sonenberg N., Thoma, C., Fujiwara T.
    • Organizer
      Protein Synthesis and Translational Control
    • Place of Presentation
      EMBL(ドイツ・ハイデンベルグ)
    • Year and Date
      2011-09-08
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and Akt12011

    • Author(s)
      Akira Fukao, Yumi Sasano, Hiroaki Imataka, Kunio Inoue, Hiroshi Sakamoto, Nahum Sonenberg, Christian Thoma, Toshinobu Fujiwara
    • Organizer
      RNA 2011 Sixteenth Annual Meeting of the RNA Society
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)
    • Year and Date
      2011-06-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Microtubule association of a neuronal RNA-binding protein HuD through its binding to the light chain of MAP1B2010

    • Author(s)
      Fukuda, M., Fukao, A., Sasano, Y., Kondo, A., Inoue, K., Sakamoto, H., Fujiwara, T.
    • Organizer
      RNA2010
    • Place of Presentation
      シアトル(米国)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] The RNA binding protein HuD interacts with active Akt1 to trigger neurite outgrowth2010

    • Author(s)
      Fukao, A., Sasano, Y., Inoue, K., Sakamoto, H., Sonenberg, N., Thoma, C., Fujiwara, T.
    • Organizer
      RNA2010
    • Place of Presentation
      シアトル(米国)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経特異的RNA結合蛋白質HuDとシグナル伝達因子Aktとの連携による翻訳制御機構2010

    • Author(s)
      深尾亜喜良、笹野有未、今高寛晃、井上邦夫、坂本博、Nahum Sonenberg、Christian Thoma、藤原俊伸
    • Organizer
      第12回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      一橋記念講堂(東京都)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and Akt2010

    • Author(s)
      Fukao, A., Sasano, Y., Inoue, K., Sakamoto, H., Soneoberg, N., Thoma, C.Fujiwara, T.
    • Organizer
      Translational Control 2010
    • Place of Presentation
      ニューヨーク(米国)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経特異的RNA結合タンパク質HuDによる翻訳ネットワーク制御2010

    • Author(s)
      藤原俊伸
    • Organizer
      第33回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場(兵庫県)
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Book] 医学のあゆみ「RNA医学・医療」2011

    • Author(s)
      深尾亜喜良、藤原俊伸
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      医歯薬出版
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 生体の科学「細胞核-構造と機能」2011

    • Author(s)
      牛田千里、藤原俊伸
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      医学書院
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      2011 Annual Research Report
  • [Book] 実験医学 RNA結合タンパク質HuDによる翻訳制御と神経分化誘導2010

    • Author(s)
      藤原俊伸
    • Total Pages
      133
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-08-23   Modified: 2018-03-28  

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