Analysis for functions of novel small RNAs in the gene expression

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K15671
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 原田 裕一郎 東京医科大学, 医学部, 助手 (80570168)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: RNA干渉 / マイクロRNA / miRNA

Outline of Annual Research Achievements

細胞には、RNA干渉と呼ばれる遺伝子発現制御機構が備わっている。このRNA干渉はAgo2タンパク質とマイクロRNA（miRNA）と呼ばれる低分子RNAが、標的とするメッセンジャーRNA（mRNA）と結合しmRNAを分解またはタンパク質への翻訳を阻害することで遺伝子の発現を抑えている。これまでに、私はこのRNA干渉に関わるmiRNAとは異なる構造を持つ新規の低分子RNAを開拓と開発をおこなってきた。その結果として、短縮型miRNAと呼んでいるghRNAを見出した。さらに、このghRNAと同じ構造を持つと考えられる低分子RNAをデータベース等から探索すると、U1-snRNAと名付けられた低分子RNAが見出された。このU1-snRNAの塩基配列より標的となる遺伝子を推察すると、がん関連遺伝子と考えられるPSAPを標的とする可能性が示唆された。そこで昨年度までの解析により、U1-snRNAの導入により培養細胞ではPSAPの発現を抑制することが示された。さらに、このU1-snRNAによる遺伝子発現抑制にはRNA干渉に関わる低分子RNAの成熟に必須なDicer1タンパク質の活性が必要とされる可能性が示された。
本年度は、さらにU1-snRNAの遺伝子発現制御のメカニズムを解析することとし、昨年度に完成したRNA干渉に必要なAgoタンパク質欠損細胞株を用いた解析をおこなった。Agoタンパク質は、ヒト細胞ではAgo１～４までの4種類が存在することが知られており、Ago1～4それぞれを欠損する細胞株でU1-snRNAを導入しPSAPの発現量を検討した。その結果、U1-snRNAによるPSAPの発現抑制は、Ago2欠損細胞株において大きく阻害された。このことから、U1-snRNAによる遺伝子発現抑制は、主にAgo2依存的であることが示唆された。