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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Study on noncoding RNA-dependent architecture of nuclear 3D structure

Research Project

Project/Area Number 17H03630
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

廣瀬 哲郎  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (30273220)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
KeywordsノンコーディングRNA / 核内構造体 / クロマチン / 核内構造 / エピジェネティック制御
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、NEAT1 lncRNAがクロマチンの3D構造に影響を与えているかを明らかにするために、CREIPR-Cas9ゲノム編集によって作成したNEAT1 KO HAP1細胞株を作成した。野生型細胞とNEAT1 KO細胞株を用いて、遺伝子発現プロファイルを次世代シーケンサーによるRNA-seq解析によって、またクロマチンの3D構造については、サウジアラビアKAUSTのV. Orlando教授のグループとの共同研究によるHiC解析を実施した。その結果RNA-seq解析では、遺伝子発現が上昇及び減少した遺伝子群が検出された。一方、HiC解析によって、特定のクロマチン座位における3D構造が、NEAT1 KO株において著しく変化していることが検出された。現在、クロマチン構造変化と遺伝子発現変化の関連について検証を行なっている。一方で、最近NEAT1 lncRNAによるパラスペックル形成は、液体相転移を伴うことが実施者のグループで示され、こうした液体相転移と遺伝子発現制御との関連について注目を集めている。本年度は、NEAT1の中の液体相転移誘導に必要な領域を同定し、そこに結合するタンパク質が明らかになったので、今後そのタンパク質と標的遺伝子との関係を解析する予定である。最後に、今後のクロマチン3D構造の動的変化を追跡するために、NEAT1の発現に影響を与えるシグナルに注目し、現在特定のシグナルを作用させた場合のNEAT1発現変化、パラスペックル構造の伸長、遺伝子発現変化またはクロマチン3D構造変化の一連の流れを追跡できる系を開発中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度は、ゲノム編集によって作成したNEAT1 KO細胞株と野生型株を用いて、遺伝子発現プロファイルとクロマチン3D構造プロファイルを取得し、NEAT1の有無によって双方が著しく変動することを明らかにした。これによって、NEAT1 lncRNAの機能を指標に、その分子メカニズムを明らかにする足がかりができたと考えられる。特にクロマチン3D構造解析は、KAUSTのOrlando教授との国際共同研究にて実施され、予想以上の成果をあげていることも高く評価できる。

Strategy for Future Research Activity

今年度明らかになったNEAT1の標的と考えられる遺伝子発現及びクロマチン3D構造構築の相互の関連性を明らかにし、さらにNEAT1の部分欠失変異細胞株を用いて、これらの制御にNEAT1のどの領域が関与しているかを明らかにする。一方で、動的なクロマチン3D構造変化を追跡するために検討しているシグナルに依存したパラスペックル依存的な遺伝子発現系をセットアップして、シグナルが作用した際のパラスペックル内の構造変化及びNEAT1上の相互作用因子の挙動変化を検出することを目指す。

  • Research Products

    (35 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Western Australia(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      University of Western Australia
  • [Int'l Joint Research] CNRS(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      CNRS
  • [Int'l Joint Research] KAUST(サウジアラビア)

    • Country Name
      SAUDI ARABIA
    • Counterpart Institution
      KAUST
  • [Int'l Joint Research] Francis Crick Institute(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Francis Crick Institute
  • [Int'l Joint Research] Helmholtz Zentrum(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Helmholtz Zentrum
  • [Journal Article] Paraspeckles: Where Long Noncoding RNA Meets Phase Separation.2018

    • Author(s)
      Fox AH, Nakagawa S, Hirose T, Bond CS.
    • Journal Title

      Trends Biochem Sci.

      Volume: 43 Pages: 124-135

    • DOI

      10.1016/j.tibs.2017.12.001.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Nuclear bodies built on architectural long noncoding RNAs: unifying principles of their construction and function2017

    • Author(s)
      Chujo T, Hirose T.
    • Journal Title

      Mol Cells.

      Volume: 31;40(12) Pages: 889-896

    • DOI

      10.14348/molcells.2017.0263.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neat1 is a p53-inducible lincRNA essential for transformation suppression.2017

    • Author(s)
      Mello SS, Sinow C, Raj N, Mazur PK, Bieging-Rolett K, Broz DK, Imam JFC, Vogel H, Wood LD, Sage J, Hirose T, Nakagawa S, Rinn J, Attardi LD
    • Journal Title

      Genes Dev

      Volume: 1; 31(11) Pages: 1095-1108

    • DOI

      10.1101/gad.284661.116

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unusual semi-extractability as a hallmark of nuclear body-associated architectural noncoding RNAs.2017

    • Author(s)
      Chujo T, Yamazaki T, Kawaguchi T, Kurosaka S, Takumi T, Nakagawa S, Hirose T.
    • Journal Title

      EMBO J

      Volume: 36(10) Pages: 1447-1462.

    • DOI

      10.15252/embj.201695848.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RNase sensitivity screening for nuclear bodies with RNA scaffolds in mammalian cells.2017

    • Author(s)
      Mannen T, Hirose T.
    • Journal Title

      Bio-protocol.

      Volume: 7 Pages: Iss8

    • DOI

      https://doi.org/10.21769/BioProtoc.2232

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dissection of elements and machinery of architectural noncoding RNAs2018

    • Author(s)
      Tetsuro Hirose
    • Organizer
      Keystone symposium Noncoding RNAs: Form, Function, Physiology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 核内構造体アーキテクチュラルRNAの探索手法の開発:難溶性RNA-seqとFABS法2018

    • Author(s)
      中條岳志、田中くみ子、山崎智弘、萬年太郎、川口哲哉、黒坂哲、内匠透、中川真一、廣瀬哲郎
    • Organizer
      第3回北海道大学・部局横断シンポジウム
  • [Presentation] 核内構造体パラスペックルはNEAT1 lncRNAの複数の機能RNAドメインが協働することにより構築される2018

    • Author(s)
      山崎 智弘、 Sylvie Souquere、 吉野 彪羅、 高桑 央、 中條 岳志、 Archa H. Fox、 中川 真一、 Gerard Pierron、 廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第3回北海道大学・部局横断シンポジウム
  • [Presentation] Dissection of NEAT1 lncRNA domains to establish distinct, highly ordered, phase-separated paraspeckle nuclear body2018

    • Author(s)
      山崎 智弘, Sylvie Souquere, 吉野 彪羅, 高桑 央, 木立 尚孝, Archa H. Fox, Charles S. Bond, 中川 真一, Gerard Pierron、廣瀬 哲郎
    • Organizer
      Keystone symposium Noncoding RNAs: Form, Function, Physiology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ノンコーディング RNAによる細胞内構造構築機構2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会
    • Invited
  • [Presentation] Molecular Dissection of Architectural Noncoding RNA Elements and Machinery2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第43回内藤コンファレンス
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Nuclear Architecture by Long Noncoding RNAs2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      日韓(HU-KSMCB)ジョイントシンポジウム
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Noncoding RNA-dependent Nuclear Body Formation through Liquid-liquid Phase Separation2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第40回日本神経科学会
    • Invited
  • [Presentation] Molecular Dissection of Architectural Noncoding RNA Elements and Machinery,2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      Symposium on Multidisciplinary insights into higher order biological complexes
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Architectural Function of Noncoding RNA for Subcellular Structures2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会(ConBio2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nuclear Architecture by Long Noncoding RNAs2017

    • Author(s)
      廣瀬 哲郎
    • Organizer
      11th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The specific domains of architectural NEAT1 lncRNA induces the formation of the distinct phase-separated paraspeckle nuclear body2017

    • Author(s)
      Tomohiro Yamazaki, Taro Mannen, Sylvie Souquere, Hisanori Kiryu, Archa H. Fox, Shinichi Nakagawa, Gerard Pierron and Tetsuro Hirose
    • Organizer
      RNA Society Meeting 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unusual semi-extractability as a hallmark of nuclear body-associated architectural long noncoding RNAs2017

    • Author(s)
      Takeshi Chujo, Tomohiro Yamazaki, Tetsuya Kawaguchi, Satoshi Kurosaka, Shinichi Nakagawa, and Tetsuro Hirose
    • Organizer
      RNA Society Meeting 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Unusual semi-extractability as a hallmark of nuclear body-associated architectural long noncoding RNAs2017

    • Author(s)
      Takeshi Chujo and Tetsuro Hirose
    • Organizer
      2nd International Symposium for Noncoding RNA Neo-Taxonomy in conjunction with Tokyo RNA Club 23rd Meeting
  • [Presentation] The specific region of architectural NEAT1 lncRNA induces the formation of the phase-separated paraspeckle nuclear body2017

    • Author(s)
      Tomohiro Yamazakia, Taro Mannena, Sylvie Souquereb, Hisanori Kiryu, Archa H. Foxc,d, Shinichi Nakagawae, Gerard Pierronb and Tetsuro Hirose
    • Organizer
      第43回内藤コンファレンス 非コードRNA:生物学、化学、そして疾患
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The specific regions of architectural NEAT1 lncRNA induce the formation of the phase-separated paraspeckle nuclear body2017

    • Author(s)
      山崎智弘、萬年太郎、Sylvie Souquere、木立尚孝、Archa H. Fox、中川真一、Gerard Pierron、廣瀬哲郎
    • Organizer
      第54回日本生化学会北海道支部例会
  • [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抽出性2017

    • Author(s)
      中條岳志、山崎智弘、黒坂哲、内匠透、中川真一、廣瀬哲郎
    • Organizer
      第54回日本生化学会北海道支部例会
  • [Presentation] NEAT1長鎖ノンコーディングRNAは液相分離を誘導することで核内構造体パラスペックルを構築する2017

    • Author(s)
      山崎 智弘、Sylvie Souquere 、木立 尚孝、Archa H. Fox 、中川 真一、Gerard Pierron 、廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第19回日本RNA学会年会
  • [Presentation] Unusual semi-extractability as a hallmark of nuclear body-associated architectural long noncoding RNAs2017

    • Author(s)
      Takeshi Chujo, Tomohiro Yamazaki, Tetsuya Kawaguchi, Satoshi Kurosaka, Shinichi Nakagawa, and Tetsuro Hirose
    • Organizer
      第19回日本RNA学会年会
  • [Presentation] 核内構造体パラスペックル内のNEAT1lncRNAの空間的配置を規定する分子メカニズムの解明2017

    • Author(s)
      吉野彪羅、山崎智弘、廣瀬哲郎
    • Organizer
      第19回日本RNA学会年会
  • [Presentation] Molecular mechanisms to determine spatial organization of NEAT1 lncRNA within the paraspeckles2017

    • Author(s)
      Hyura Yoshino, Tomohiro Yamazaki, Tetsuro Hirose
    • Organizer
      RNAフロンティアミーティング2017
  • [Presentation] 核内構造体パラスペックルが独立した構造体として存在するための分子メカニズムの解明2017

    • Author(s)
      高桑 央、山崎 智弘、Sylvie Souquere、 Gerard Pierron、 廣瀬 哲郎
    • Organizer
      RNAフロンティアミーティング2017
  • [Presentation] 核内構造体パラスペックルはNEAT1 lncRNAの複数の機能ドメインにより構築される2017

    • Author(s)
      山崎智弘、Sylvie Souquere、木立 尚孝、Archa H. Fox、中川 真一、Gerard Pierron、廣瀬 哲郎
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会(ConBio2017)
  • [Remarks] プレスリリース「抽出しにくい RNA」から核内顆粒形成に関わる癌関連ノンコーディングRNAを発見

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/170413_pr.pdf

  • [Remarks] 研究成果:「抽出しにくいRNA」から核内顆粒形成に関わる癌関連ノンコーディングRNAを発見

    • URL

      http://www.igm.hokudai.ac.jp/achievements/20170413EMBO.php

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Published: 2018-12-17   Modified: 2022-06-14  

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