2017 Fiscal Year Annual Research Report
Systems analysis of roles of non-coding RNAs in lung cancer development
| Project Area | Conquering cancer through neo-dimensional systems understanding |
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| Project/Area Number |
15H05910
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
高橋 隆 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50231395)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中杤 昌弘 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (10559983)
柳澤 聖 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (20372112)
梶野 泰祐 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (50723673)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 癌 / システム生物学 / ノンコーディングRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表的ながん遺伝子MYCの転写活性制御に関わる MYMLR lncRNAをシステム生物学的解析を通じて同定し、結合蛋白として見出したPCBP2がMYMLRとMYCのエンハンサーとの結合に必要なことを示してきた。本年度は、さらにMYMLR或いはPCBP2のノックダウンによって、MYCのプロモーターとエンハンサーとのループ構造の形成が破綻することを見出した。MYMLR或いはPCBP2のノックダウンは、MYC mRNAの新規合成を著しく抑制したが、その半減期にはほとんど影響を与えなかった。また、MYCの5’-UTRをluciferaseに融合させてMYCの翻訳制御を検討した結果、PCBP2はMYCの翻訳を制御するが、一方でMYMLRは寄与しなかった。つまり、MYMLRは、PCBP2によるMYCの発現制御のうち、エンハンサーを介した転写制御に必須であることを明らかにした。
“京”スーパーコンピュータによるシステム生物学的解析を通じて、TTF-1の制御下にある新規lncRNAとして同定したSFTA1Pの機能解析を進めた。SFTA1Pによる細胞の運動能制御の分子機序を明らかにするために、SFTA1Pをノックダウンしたのちにマイクロアレイ解析を行ったところ、全遺伝子の中で最上位の標的遺伝子としてMYBPHが上がってきた。興味深いことにMYBPHは、かつて我々がTTF-1によって転写活性化を受けてROCK1と結合して活性を阻害し、細胞の運動能を負に制御することを明らかとしている。そこで、SFTA1PとMYBPHの両者のノックダウンを行ったところ、SFTA1Pのみのノックダウンによってみられた細胞の運動能の抑制が、両者のノックダウンによって再び運動能が上昇した。これらの結果は、SFTA1P lncRNAが、MYBPHの発現制御を介して細胞の運動能を制御すること示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
代表的ながん関連転写因子に関わるlncRNAの探索・同定を目指して、ドライとウェットの統合的な解析を進めつつある。MYC遺伝子の転写活性を制御するMYMLR lncRNAについては、その癌細胞の増殖制御の分子機構解明へ向けた研究が順調に進みつつある。本年度の研究成果によって、MYC mRNAの転写の維持には、MYMLRとPCBP2が共に必要とされることを、初めて明らかとすることができた。また、肺腺がんのリネジ生存がん遺伝子として、我々が世界に先駆けて同定したTTF-1遺伝子の機能に関わるlncRNAの探索では、SFTA1Pに関する検討を継続した。その結果、網羅的遺伝子発現プロファイル解析を通じ、有力な標的遺伝子候補としてMYBPHを同定するに至った。今後はSFTA1PがどのようにしてMYBPHの発現を制御するのか、その分子機序を明らかにし、リネジ生存がん遺伝子であるTTF-1による複雑ながんの制御の分子機構に迫りたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
システム生物学的アプローチと分子細胞生物学的な解析を統合的に駆使して、これまでにMYCがん遺伝子の転写活性化に関わるMYMLR lncRNAを同定し、その分子機序の詳細を明らかとしてきた。今後は、MYMLRによる複雑ながんの増殖制御機構の全容に迫ると共に、MYMLRのノックアウトマウスの樹立を含めた個体レベルでの検討を進める予定である。また、TTF-1によって制御される新規SFTA1P lncRNAの機能解析では、網羅的な遺伝子発現解析により、標的遺伝子の同定へと繋がった。そこで次年度は、SFTA1Pの結合タンパク質の同定などを通じ、その分子機能の詳細に迫ることを目指す。また、肺がんのみならず様々な癌種において重要な働きをするp53の機能に関わるlncRNAの研究に関しても、予備的実験より得られた候補lncRNAの分子機序の解明を進め、がん関連転写因子とlncRNAの複雑な遺伝子発現制御ネットワークに迫りたいと考えている。
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[Journal Article] Inactivating mutations and hypermethylation of the NKX2-1/TTF-1 gene in non-terminal respiratory unit-type lung adenocarcinomas.2017
Author(s)
Matsubara D, Soda M, Yoshimoto T, Amano Y, Sakuma Y, Yamato A, Ueno T, Kojima S, Shibano T, Hosono Y, Kawazu M, Yamashita Y, Endo S, Hagiwara K, Fukayama M, Takahashi T, Mano H, Niki T
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Journal Title
Cancer Sci
Volume: 108
Pages: 1888-1896
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Fenton reaction-induced renal carcinogenesis in Mutyh-deficient mice exhibits less chromosomal aberrations than the rat model.2017
Author(s)
Li GH, Akatsuka S, Chew SH, Jiang L, Nishiyama T, Sakamoto A, Takahashi T, Futakuchi M, Suzuki H, Sakumi K, Nakabeppu Y, Toyokuni S.
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Journal Title
Pathol Int
Volume: 67
Pages: 564-574
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Divergent lncRNA MYMLR regulates MYC by eliciting DNA looping and promoter-enhancer interaction2018
Author(s)
Taisuke Kajino, Teppei Shimamura, Shuyi Gong, Kiyoshi Yanagisawa, Masahiro Nakatochi, Sebastian Griesing, Yukako Shimada, Keiko Kano, Motoshi Suzuki, Satoru Miyano, Takashi Takahashi
Organizer
Keystone Symposia "DNA and RNA methylation"
Int'l Joint Research
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