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2011 Fiscal Year Annual Research Report

mRNA局在と翻訳制御における細胞質RNP顆粒動態

Planned Research

Project AreaDiversity and asymmetry achieved by RNA program
Project/Area Number 20112002
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

中村 輝  独立行政法人理化学研究所, 生殖系列研究チーム, チームリーダー (90323245)

Keywordsショウジョウバエ / 生殖質 / 生殖顆粒 / 生殖細胞 / RNA局在 / RNP / 翻訳制御 / 細胞骨格
Research Abstract

細胞の極性は,しばしばmRNAの細胞質内局在と,mRNA局在と連携した翻訳制御によって確立される。このようなRNA局在と翻訳制御との連携機構の解明は,発生・細胞生物学上の最重要課題の1つである。しかし,その分子基盤はいまだ良くわかっていない。本研究では,細胞極性,RNA局在,翻訳制御,RNP動態制御を包括的に研究する上で理想的なモデル系の一つである,ショウジョウバエ生殖質形成を対象として,RNAレベルで行われる制御の普遍的分子基盤の実体解明を目指す。生殖質とは,生殖細胞形成分化に係わる母性RNAとタンパク質が集積した細胞質領域であり,生殖顆粒と呼ばれる特異的RNPが形成される。この過程では,oskar(osk)mRNAの翻訳制御と卵母細胞後極への局在,Oskを核としたRNPアッセンブリーとその維持が重要である。
oskRNP複合体の新規構成タンパク質として同定したEdc3について,突然変異体を作成し解析を進めた。その結果,edc3を欠く卵母細胞において,oskmRNAやOskタンパク質の異所的集積が観察された。さらに,Edc3は既同定のosk翻訳制御因子と生化学的,及び遺伝学的に相互作用を示し,足場タンパク質(scaffold)として,構成タンパク質間の相互作用の安定化や,因子の入れ替わりを仲立ちする機能を持っていると推定された。
一方,生殖質の卵母細胞後極への局在に異常を示す突然変異体原因遺伝子として同定したmon2に関しても解析を進めた。その結果,Mon2はOskによって活性化されるエンドゾーム上において,アクチン細胞骨格系のリモデリングを制御することで,生殖質の卵母細胞後極皮層への繋留を指揮していると考えられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在までのところ想定の範囲を逸脱するような重篤な問題は生じていない。一方,研究進展のペースに関しては,予定よりも複雑な掛け合わせ実験が必要となり,当初の見込みよりも多少遅延している。また,Mon2の論文に関して,結果として複数の雑誌に投稿することとなりreviewingにかなり時間がかかってしまった。来年度が領域研究最終年度となるので,研究期間内に出来るだけ質の高い論文を複数発表するように,効率的な実験の実施に努めていく。

Strategy for Future Research Activity

突然変異体の表現型から,Edc3は母性RNP顆粒内で足場タンパク質(scaffold)として,構成タンパク質間の相互作用の安定化や,因子の入れ替わりを仲立ちする機能を持っていると予想している。また,edc3突然変異体では母性RNPの輸送に遅延が起きているように観察されることから,RNP輸送に係わることが知られているキネシンやダイニンなどモータータンパク質とEdc3との生化学的,遺伝学的相互作用について検討する。

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Roles of cytoplasmic RNP granules in intracellular RNA localization and translational control in the Drosophila oocyte2012

    • Author(s)
      Kato, Y.
    • Journal Title

      Development Growth & Differentiation

      Volume: 54 Pages: 19-31

    • DOI

      doi:10.1111/j.1440-169X.2011.01314.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Drosophila Mon2 couples Oskar-induced endocytosis with actin remodeling for cortical anchorage of the germ plasm2011

    • Author(s)
      Tanaka, T.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 138 Pages: 2523-2532

    • DOI

      doi:10.1242/dev.062208

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ci-Pem-1 localizes to the nucleus and represses somatic gene transcription in the germline of Ciona intestinalis embryos2011

    • Author(s)
      Shirae-Kurabayashi, M.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 138 Pages: 2871-2881

    • DOI

      doi:10.1242/dev.058131

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Oskar-induced endocytic activation and actin remodeling for anchorage of the Drosophila germ plasm2011

    • Author(s)
      Tanaka, T.
    • Journal Title

      BioArchitecture

      Volume: 1 Pages: 122-126

    • DOI

      doi:10.4161/bioa.1.3.17313

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Pgc-mediated transcriptional repression prevents microRNA expression and maternal RNA degradation in Drosophila primordial germ cells2011

    • Author(s)
      Hanyu-Nakamura, K.
    • Organizer
      Exciting Biologies on "Cellular Development : Biology at the interface"
    • Place of Presentation
      理研発生・再生科学総合研究センター,神戸
    • Year and Date
      20110929-20111001
  • [Presentation] A P-body component, Edc3 regulates oskar mRNA localization and translation in the Drosophila oocyte2011

    • Author(s)
      Kato, Y.
    • Organizer
      EMBO meeting on "Intracellular RNA Localization & Localized Translation"
    • Place of Presentation
      Centro Internazionale II Ciocco, Barga, Tuscany, Italy
    • Year and Date
      20110808-20110811
  • [Presentation] Protection of germ plasm RNAs from miRNA-mediated degradation in Drosophila primordial germ cells2011

    • Author(s)
      Nakamura, A.
    • Organizer
      EMBO meeting on "Intracellular RNA Localization & Localized Translation"
    • Place of Presentation
      Centra Internazionale II Ciocco, Barga, Tuscany, Italy(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-10
  • [Presentation] A P-body component, Edc3 is required for the regulation of oskar mRNA transport and translation in the Drosophila oocyte2011

    • Author(s)
      Kato, Y.
    • Organizer
      RNA2011 (The 16th Annual Meeting of the RNA Society and The 13th Annual Meeting of the RNA Society of Japan)
    • Place of Presentation
      京都国際会議場,京都
    • Year and Date
      2011-06-16
  • [Presentation] Protection of germ plasm RNAs from miRNA-mediated degradation in Drosophila primordial germ cells2011

    • Author(s)
      Nakamura, A.
    • Organizer
      RNA 2011 (The 16th Annual Meeting of the RNA Society and The 13th Annual Meeting of the RNA Society of Japan)
    • Place of Presentation
      京都国際会議場,京都
    • Year and Date
      2011-06-15
  • [Presentation] Repression of early zygotic transcription in Drosophila primordial germ cells2011

    • Author(s)
      Nakamura, A.
    • Organizer
      The 1st Asia-Pacific Drosophila Research Conference
    • Place of Presentation
      Chientan Youth Activity Center, Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] Transcriptional repression in the germline of Ciona intestinalis embryos2011

    • Author(s)
      Shirae-Kurabayashi, M.
    • Organizer
      44th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター,宜野湾市
    • Year and Date
      2011-05-20
  • [Presentation] Pgc represses miRNA expression and protects germ plasm RNAs from degradation in Drosophila primordial germ cells2011

    • Author(s)
      Hanyu-Nakamura, K.
    • Organizer
      44th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター,宜野湾市
    • Year and Date
      2011-05-19
  • [Book] 遺伝情報の発現制御(David Latchman : Gene Controlの翻訳)2012

    • Author(s)
      五十嵐和彦, 深水昭吉, 山本雅之(監訳)
    • Total Pages
      452
    • Publisher
      株式会社メディカル・サイエンス・インターナショナル
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.cdb.riken.jp/jp/02_research/0202_creative05.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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