2018 Fiscal Year Annual Research Report
トランスポゾン侵略から生殖ゲノムをまもるpiRNA作動原理の統合的理解
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17H06111
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
塩見 美喜子 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20322745)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | Piwi / piRNA / トランスポゾン / RNAサイレンシング / ショウジョウバエ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トランスポゾンの利己的な転移活性による生殖ゲノムの損傷は種の保存を脅かすため、有性生殖を伴う動物は、進化の過程でpiRNAを中核因子とするRNAサイレンシング機構を自己防衛手段として獲得したと考えられている。しかし、その動作原理は未だ不明である。本研究では、piRNAの動作原理を明らかにすることを目的とした。卵巣内体細胞OSCではpiRNAは、PiwiとpiRISCを形成したのちに核に局在し、転写レベルでトランスポゾンを抑制する。Piwi-piRISCが細胞質から核に局在する仕組みは明らかになっていなかったため、その解明に取り組んだ。NLSにはmonopartiteとbipartiteがあるが、PiwiのNLSはbipartiteであり、N末端に位置することが判明した。核局在因子であるImp alphaがこれに結合することによってPiwi-piRISCの核移行を担うことも分かった。興味深いことに、piRNAと結合しないPiwiはNLSを持つにも関わらずImp alphaと結合できないが、Piwiに piRNAが結合することによって表面に現れ、Imp alphaと結合した。piRNAと結合しないPiwiは核にいってもトランスポゾンを抑制できないため、この仕組みはpiRNA機構にとって不可欠である。この成果は論文にまとめCell Reports誌に報告した。並行して核局在型piRNAがどのようにトランスポゾンを転写レベルで抑制するかを明らかにする実験を進めた。BAP複合体とPiwi複合体がトランスポゾン座位において結合することによってpiRNA生合成因子MaelがBAP複合体の活性を抑制し、それによってRNA pol IIの活性、つまり転写が抑制されることがわかった。現在、この成果は論文としてまとめつつある。
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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
トランスポゾンの利己的な転移活性による生殖ゲノムの損傷は種の保存を脅かすため、有性生殖を伴う動物は、進化の過程でpiRNAを中核因子とするRNAサイレンシング機構を自己防衛手段として獲得したと考えられている。しかし、その動作原理は未だ不明である。本研究では、piRNAの動作原理を明らかにすることを目的とした。卵巣内体細胞OSCではpiRNAは、PiwiとpiRISCを形成したのちに核に局在し、転写レベルでトランスポゾンを抑制する。Piwi-piRISCが細胞質から核に局在する仕組みは明らかになっていなかったため、その解明に取り組んだ。NLSにはmonopartiteとbipartiteがあるが、PiwiのNLSはbipartiteであり、N末端に位置することが判明した。核局在因子であるImp alphaがこれに結合することによってPiwi-piRISCの核移行を担うことも分かった。興味深いことに、piRNAと結合しないPiwiはNLSを持つにも関わらずImp alphaと結合できないが、Piwiに piRNAが結合することによって表面に現れ、Imp alphaと結合した。piRNAと結合しないPiwiは核にいってもトランスポゾンを抑制できないため、この仕組みはpiRNA機構にとって不可欠である。この成果は論文にまとめCell Reports誌に報告した。並行して核局在型piRNAがどのようにトランスポゾンを転写レベルで抑制するかを明らかにする実験を進めた。BAP複合体とPiwi複合体がトランスポゾン座位において結合することによってpiRNA生合成因子MaelがBAP複合体の活性を抑制し、それによってRNA pol IIの活性、つまり転写が抑制されることがわかった。現在、この成果は論文としてまとめつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に沿ってpiRNA研究を進める。現在Gaszの成果に関して論文執筆を進めており、これに尽力する。同時に、piRNA生合成因子として知られる細胞質局在型Maelの解析、Yb bodyの単離精製及びその構成因子の同定、Spindle-E、Qin、SoYb、VretのpiRNA生合成機構における機能解析、PAPIの翻訳後修飾に焦点を当てて実験を進める。piRNA生合成因子Minoに対する抗体の作製も進める。Egglessの翻訳後修飾に関する論文は現在投稿中である。
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