2017 Fiscal Year Annual Research Report
Widely spread RNA modification at neuronal synapses add functional diversity to local transcriptome
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17H03546
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
王 丹 京都大学, 高等研究院, 特定拠点准教授 (50615482)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯田 慶 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (00387961)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | epitranscriptome / N6-adenosine / RNA lcoalization / synaptic plasticity |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本プロジェクトの実施に初年度は健康なマウス成体脳のシナプスにおけるm6A-seqを行い、シナプスに局在するm6A修飾の全貌を明らかにするとともに特徴を捉えることを目標とした。その目標が達成され、シナプスに存在するm6A-RNAをおよそ3千種類およびメチル化サイトを5千箇所弱を同定した。メチル化される遺伝子群の機能的特徴としては、シナプス形成、形態、構造、およびコミュニケーションに大きく寄与する遺伝子がエンリッチされ、メチル化されたものとそうではないものの間に機能的な分業機構の存在が明らかになった。この分業システムは新規なRNA制御システムであり、本研究で初めて明らかになった。
さらに、マウス海馬由来の神経培養系を用いて、メチル化酵素や、メチル化RNAターゲットを認識するタンパク質のノックダウンを行い、mRNA化学修飾経路の機能を調べた。その結果、メチル化酵素METTL3は神経細胞の生存に必須であることや、リーダータンパクが興奮性シナプスが座するスパインの形態や機能に必要とされることが明らかになった。さらに、メチル化されるmRNAのうち、Apc遺伝子に注目し、m6A修飾を認識するリーダータンパクの発現低下がAPCタンパク質の発現低下につながる結果が得られた。以上の研究結果から、神経シナプスには多くのmRNAはメチル化修飾を受け、その修飾は機能的である結論が得られた。Apc遺伝子は神経突起形成やシナプス機能に重要であることが先行研究で示され、m6A修飾はターゲット遺伝子の翻訳制御を通して、神経発達に役割を果たすことが示唆された。本研究はカリフォルニア大学ロサンゼルス校および京都大学理学部と医学支援センターとの共同研究で実施された。
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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
初年度の目標は達成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画通りの内容に分野で新しく開発された研究手法を取り入れる。
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[Journal Article] Transport Granules Bound with Nuclear Cap Binding Protein and Exon Junction Complex Are Associated with Microtubules and Spatially Separated from eIF4E Granules and P Bodies in Human Neuronal Processes2017
Author(s)
Wang DO, Ninomiya K, Mori C, Koyama A, Haan M, Kitabatake M, Hagiwara M, Chida K, Takahashi SI, Ohno M, Kataoka N
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Journal Title
frontiers in Molecular Biosciences
Volume: 4
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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