piRNAによる染色体構造制御機構の解析

• Project Area: Systematic study of chromosome adaptation
• Project/Area Number: 25125704
• 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: 石津 大嗣 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40574588)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2014: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2013: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
• Keywords: Piwi / piRNA / RNAサイレンシング

Outline of Annual Research Achievements

piRNAは、相補的な配列を持つレトロトランスポゾンの発現を負に制御する生殖細胞特異的な機能性小分子RNAである。私たちはpiRNAの生合成経路及びサイレンシング機構に関して、piRNA生合成経路が保存されたショウジョウバエ卵巣体細胞由来培養細胞株（ovarian somatic cell：OSC）を用いて生化学的な解析を進めてきた。
1.核内Piwi複合体構成因子の同定：Piwiに対するモノクローナル抗体を用いた共免疫沈降により、核内Piwi複合体の構成蛋白質としてSpindle-EとMaelstromを同定した。また、Piwiと直接結合する因子としてhistone H1を同定し、histone H1がPiwi-piRNA複合体によって標的遺伝子領域へガイドされ、転写抑制を引き起こすというモデルが示唆された。
2.人工piRNAを用いたde novo silencing解析：OSCにおいて、任意の配列を持ったpiRNAを生成することができる発現ベクターを作製し、OSCで発現している内在遺伝子を標的としたpiRNAを人工的に生成することで遺伝子発現が抑制されるかどうかを調べた。本研究では、krimper遺伝子を標的遺伝子のモデルとして解析を行った。遺伝子領域内の翻訳領域と非翻訳領域を標的とする人工piRNAを発現させたが。標的領域によって抑制の効率に違いがあることが分かった。クロマチン免疫沈降法による解析から。krimperの発現はH3K9トリメチル化を伴う転写レベルでの抑制であることが示された。また、これらの知見を基として、その他の遺伝子についても人工piRNAによる発現抑制に成功した。以上のことから人工piRNAのpiRNA経路によるサイレンシングを任意の標的遺伝子に対して構築できることが分かった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Yb Integrates piRNA Intermediates and Processing Factors into Perinuclear Bodies to Enhance piRISC Assembly. (2014)
  • Author(s): Murota Y, Ishizu H, Nakagawa S, Iwasaki YW, Shibata S, Kamatani MK, Saito K, Okano H, Siomi H, Siomi MC.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 8 Issue: 1 Pages: 103-113
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.05.043
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 人工piRNA発現システムを用いたpiRNA生合成機構の解析 (2014)
  • Author(s): 石津 大嗣、岩崎 由香、平形 樹生、福永 津嵩、尾崎 遼、木立 尚孝、岩崎 渉、塩見 春彦、塩見 美喜子
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-11-26
• [Presentation] 人工piRNA発現システムを用いたpiRNA生合成機構の解析 (2014)
  • Author(s): 石津 大嗣、平形 樹生、福永 津嵩、尾崎 遼、木立 尚孝、岩崎 渉、塩見 春彦、塩見 美喜子
  • Organizer: 第16回日本RNA学会年会
  • Place of Presentation: ウインクあいち（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2014-07-23
• [Presentation] 人工piRNA発現システムを用いたRNAサイレンシング機構の解析 (2013)
  • Author(s): 石津大嗣
  • Organizer: 第１５回日本RNA学会年会
  • Place of Presentation: ひめぎんホール（愛媛県）
  • Invited
• [Remarks] 東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻塩見研究室のホームページ
  • URL: http://www-siomilab.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/index.html