2016 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of molecular mechanisms of alternative splicing of insulin receptor RNA and its physiological significance
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15K14840
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 伸一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00197146)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 代謝・内分泌制御 / インスリン受容体基質 / インスリン受容体 / スプライシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インスリン受容体（IR）は、選択的スプライシング（AS）によってIR-AとIR-Bのアイソフォームが生成する。IR-Bが主に代謝活性を仲介するのに対して、IR-Aはインスリン様成長因子（IGF）-IIとの親和性も高く、細胞増殖活性を誘導することが示唆されている。このためIR RNAのASは細胞の増殖やがん化に重要な役割を果たす可能性が指摘されている。我々はINS/IGFの生理活性の修飾機構を解明する過程で、INS/IGF-I受容体チロシンキナーゼの基質の一つである、インスリン受容体基質（IRS）が、スプライシング必須因子UsnRNPの成熟に関与するアルギニンメチル基転移酵素PRMT5と複合体を形成することを見出した。今回、ヒト乳癌細胞MCF-7を用いて、IRSやPRMT5がIR RNAのASに果たす役割を検討した。まず、異なる条件で培養したMCF-7細胞のIRのmRNA量を解析した。その結果、ABどちらのmRNAも検出され、血清飢餓下ではIR-Bの割合が増加した。次に、PRMT5と IRS-1/2（IRSの二つのアイソフォーム）との相互作用を調べたところ、PRMT5はIRS-1のみと相互作用が観察された。続いて、IRSあるいはPRMT5を発現抑制（KD）した細胞で IR-A/B mRNA比を解析した。その結果、IR-Aの割合は、IRS-2 KD細胞では変化しなかったが、IRS-1 KD細胞では上昇、逆にPRMT5 KD細胞で顕著に低下した。これらの結果より、PRMT5によるUsnRNPの成熟はIR-Aの生成に重要であるが、IRS-1との相互作用がこれを抑制している可能性が考えられた。このように、IRS-1やPRMT5がIR RNAのASを制御している因子であることが初めて明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
インスリン受容体（IR）RNAのスプライシングを特異的に測定する系の確立に成功したことは、特記に値する。これを用いて、IRのRNAスプライシング制御領域、制御タンパク質の同定に成功し、現在、詳細な制御機構の解明を進めている。
一方、IR-B特異的ノックアウトマウスの作成には成功したが、IR-A特異的ノックアウトマウスの作成に遅れを生じている。現在、マウスの発生に問題がないか検討中である。細胞での解析は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々が明らかにしたIRのRNAスプライシング制御領域、制御タンパク質が、IRバリアントの組織特異的な発現に果たす役割の解明を進める。
同時に、IR-B特異的ノックアウトマウスの表現型解析や、IR-AあるいはIR-Bを主に発現している細胞の表現型解析を通じて、IR-AあるいはIR-Bの生理的意義を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
IR-A特異的ノックアウトマウスが産仔が得られず、作製が難航しているため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ES細胞よりCRISPR-Cas9法でノックインを試み、この細胞が分化するかを確認後、IR-A特異的ノックアウトマウスの作製を行う。
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[Presentation] Insulin receptor substrate (IRS)-1 interacts with protein arginine methyltransferase 5 (PRMT5), regulating alternative pre-mRNA splicing of insulin receptor RNA.2016
Author(s)
Takashito Nakura, Atsufumi Ozoe, Yuka Narita, Toshiaki Fukushima, Akihiro Ito, Minoru Yoshida, Kazuhiro Chida, Tomoichiro Asano, Fumihiko Hakuno, Naoyuki Kataoka, and Shin-Ichiro Takahashi.
Organizer
RNA2016
Place of Presentation
国立京都国際会館（京都府、京都）
Year and Date
2016-06-28
Int'l Joint Research
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