2016 Fiscal Year Annual Research Report
Sequence and structure of ncRNA operation elements
| Project Area | Neo-taxonomy of noncoding RNAs |
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| Project/Area Number |
26113002
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
廣瀬 哲郎 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (30273220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富田 耕造 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00345274)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | ノンコーディングRNA / 核内構造体 / RNA-タンパク質相互作用 / タンパク質構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
代表者の廣瀬は、細胞内構造体の構築を司るarcRNAタクソンの確立を目指した解析を行った。第一にパラスペックル構造体の骨格として機能するNEAT1 lncRNAの機能領域を特定するために、CRISPR-Cas9ゲノム編集系を駆使した変異解析を継続し、パラスペックル構造形成を担うA,B,C領域を同定した。さらにその機能領域を絞り込み、これまでに800塩基領域までに狭めることに成功した。またそのRNAを試験管内で合成して細胞抽出液と混合すると、液体相転移(LLPS)を誘発できることを明らかにした。一方で、arcRNAの一般性を示すために新規arcRNAの探索を実施した結果、RNase処理に対して感受性を示す複数の核内構造体の存在を明らかにした。またarcRNAが共通してRNA抽出液に対して難溶性を示すことを発見し、それを指標にした次世代シーケンス解析により50種以上の難溶性RNAを同定し、そのうち発現の多い８種類が、新規核内構造体に局在することを発見した。これによってarcRNAの一般性が示され、これを独立したncRNAタクソンとして確立できる道筋が整った。分担者の富田は、miRNA前駆体の5’末端リン酸基をジメチル化すると報告がなされていたBCDIN3Dが、細胞質tRNAHisの5’末端をモノメチル化する活性を有すること実証し、BCDIN3DがtRNAHisに特徴的な8ヌクレオチドからなるアクセプターヘリックスの長さ、アクセプターステムのG-1: A73ミスペア、G-1を認識していることを明らかにした。また、U6 snRNAの成熟過程、リサイクルに関わる3’末端へオリゴU配列を付加するTUT1単体、およびヌクレオチドとの複合体の３次元構造決定に成功し、TUT1が特異的にU6 snRNAを認識し、その3’末端にオリゴU配列を付加する分子機構を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ゲノム編集を用いた作動エレメントの絞り込み作業も順調に進んでおり、arcRNAの作動メカニズムの理解に向けて着実に研究が進展している。さらにタクソンの確立に向けたarcRNAの探索についても、２つの異なるアプローチによる探索が順調に進展し、国際的に評価が高いジャーナルに２本の論文を発表することができた。これによって、arcRNAタクソンの確立への道が整備されてきたと考えられるために、これらの成果は当初の計画以上に進展しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
arcRNAの確固とした作動エレメントを同定し、arcRNA機能を司る基本的分子機構を明らかにするため、引き続きゲノム編集による変異解析を行う。さらにそれに加えて、分子繋留解析による作動エレメントの相互作用タンパク質の機能解析や本年度明らかになってきたin vitroでのLLPS誘発と作動エレメントの関連などを含めた多面的な機能解析を実施する。一方で、前年度の探索で同定した新規arcRNA候補の機能解析を進めて、arcRNA機能の一般性とそれを担う作動エレメントの同定を通して、arcRNAタクソンの確立へと導く。
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[Journal Article] p53 induces formation of NEAT1 lncRNA-containing paraspeckles that modulate replication stress response and chemosensitivity.2016
Author(s)
Adriaens C, Standaert L, Barra J, Latil M, Verfaillie A, Kalev P, Boeckx B, Wijnhoven PWG, Radaelli E, Vermi W, Leucci E, Lapouge G, Beck B, ven den Oord J, Nakagawa S, Hirose T, Sablina AA, Lambrechts D, Aerts S, Blanpain C, Marine JC.
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Journal Title
Nat. Med.
Volume: 22
Pages: 861-868
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Structural, super-resolution microscopy analysis of paraspeckle nuclear body organization.2016
Author(s)
West JA, Mito M, Kurosaka S, Takumi T, Tanegashima C, Chujo T, Yanaka K, Kingston RE, Hirose T, Bond C, Fox A, Nakagawa S.
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Journal Title
J Cell Biol.
Volume: 214
Pages: 817-830
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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