核内構造体を構築する長鎖Ｎｏｎｃｏｄｉｎｇ ＲＮＡの探索法の開発

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J01473
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 中條 岳志 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 特別研究員(PD) (50788578)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: Architectural RNA / 核内RNA顆粒 / RNAの難溶性 / Prion-like domain / NEAT1 / FUS

Outline of Annual Research Achievements

NEAT1長鎖noncoding RNAが細胞から抽出されにくい性質（難溶性）の原因を解明するために、前年度に様々なタンパク質をヒト細胞株においてノックアウトした結果、NEAT1の難溶性に大きく寄与するタンパク質として、NEAT1結合タンパク質であるFUSを同定していた。本年度は、FUSのタンパク質間相互作用を担うPrion-like domainがNEAT1の難溶性を引き起こすことを明らかにした。この結果より、核内ボディを構築する駆動力であるRNA-タンパク質間相互作用とタンパク質-タンパク質間相互作用が、RNAの難溶性の原因でもあると考えられ、核内ボディを構築するArchitectural RNAを探索する上で難溶性RNAに着目することの有用性が強く示唆された。
新しいArchitectural RNAを同定することを目的として、HeLa細胞の難溶性RNAを次世代シーケンス解析により探索した結果、前年度には3種類の新規難溶性RNAとそれらRNAの核内顆粒様の局在を見出していた。本年度にシーケンス結果をより詳細に再解析した結果、さらに6種類の新規難溶性RNAを同定し、これら6種類の新規難溶性RNAも核内顆粒様の局在を示すことを明らかにした。また、新規難溶性RNAに関して、転写阻害時に難溶性が失われること、既知の核内顆粒と局在が重ならないこと、顆粒は転写部位のみならずその周辺にも存在すること、一部の新規難溶性RNAはNEAT1と同様にその難溶性がFUSに依存すること、スプライシングを受けないことと難溶性のつながりも見出している。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

特別研究員の研究課題で得られた成果をEMBO Journalに論文投稿し、2017年3月10日（ドイツ時間で3月9日）に受理された。また上記の研究内容に関して、国際学会（Keystone Symposia）で口頭発表を行い、国際RNA学会年会と第7回IGM研究交流会でのポスター発表に対してそれぞれPoster Awardと最優秀ポスター発表賞を受賞した。さらに、共同研究の成果がJ Cell Biol及びPLoS Biolに掲載された。

Strategy for Future Research Activity

これまでに本研究課題で確立した、RNAの難溶性に着目する手法を用いて、様々なストレス条件下の細胞、疾患細胞、分化細胞におけるArchitectural RNAの探索を計画している。また、難溶性とは異なる角度からも、Architectural RNAを探索する方法を立ち上げることを計画している。

Research Products

• [Journal Article] Unusual semi-extractabitliy as a hallmark of nuclear body-associated architectural RNAs (2017)
  • Author(s): Chujo T, Yamazaki T, Kawaguchi T, Kurosaka S, Takumi T, Nakagawa S, Hirose T.
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: - Pages: 印刷中
  • DOI: 10.15252/embj.201695848
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [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.
  • Journal Title: Journal of Cell Biology Volume: 214 Pages: 817-830
  • DOI: 10.1083/jcb.201601071
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Mitochondrial 16S rRNA Is Methylated by tRNA Methyltransferase TRMT61B in All Vertebrates (2016)
  • Author(s): Bar-Yaacov D, Frumkin I, Yashiro Y, Chujo T, Ishigami Y, Chemla Y, Blumberg A, Schlesinger O, Bieri P, Greber B, Ban N, Zarivach R, Alfonta L, Pilpel Y, Suzuki T, Mishmar D.
  • Journal Title: PLoS Biology Volume: - Pages: e1002557
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.1002557
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Remarkable semi-extractability as the hallmark of nuclear body-associated architectural long ncRNAs (2017)
  • Author(s): Chujo T, Yamazaki T, Kawaguchi T, Kurosaka S, Takumi T, Nakagawa S, Hirose T.
  • Organizer: Keystone Symposia Protein-RNA Interactions: Scale, Mechanisms, Structure and Function of Coding and Noncoding RNPs
  • Place of Presentation: Banff Springs Hotel (Banff, Canada)
  • Year and Date: 2017-02-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 核内構造体形成のアーキテクチュラルlncRNAの共通特性としての難溶性 (2016)
  • Author(s): 中條岳志、山崎智弘、川口哲哉、黒坂哲、内匠透、中川真一、廣瀬哲郎
  • Organizer: 第39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: 2016-11-30
• [Presentation] 核内構造体形成のアーキテクチュラル長鎖ncRNAの共通特性としての難溶性 (2016)
  • Author(s): 中條岳志、山崎智弘、川口哲哉、黒坂哲、内匠透、中川真一、廣瀬哲郎
  • Organizer: 第7回IGM研究交流会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-10-18
• [Presentation] Remarkable semi-extractability as a hallmark of architectural long noncoding RNAs associated with nuclear bodies (2016)
  • Author(s): 中條岳志、山崎智弘、川口哲哉、黒坂哲、内匠透、中川真一、廣瀬哲郎
  • Organizer: RNAフロンティアミーティング2016
  • Place of Presentation: ニセコいこいの湯宿いろは（北海道ニセコ町）
  • Year and Date: 2016-08-31
• [Presentation] An improved cellular RNA extraction method for quantification of NEAT1 architectural long noncoding RNA and an exploratory search for novel nuclear architectural RNAs (2016)
  • Author(s): Chujo T, Yamazaki T, Kawaguchi T, Kurosaka S, Takumi T, Nakagawa S, Hirose T.
  • Organizer: RNA Society meeting 2016
  • Place of Presentation: 京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-06-30
  • Int'l Joint Research
• [Book] 核内ボディの骨格として働く構造構築RNA (arcRNA) (2016)
  • Author(s): 中條岳志、廣瀬哲郎
  • Total Pages: 12
  • Publisher: 化学同人