2018 Fiscal Year Research-status Report
iPS細胞特異的なRNA修飾を介した転写後制御機構の解明
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17K17834
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
余越 萌 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (80791938)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 転写後制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
未だ不十分なiPS細胞の樹立及び標的細胞への分化効率を向上させるために、幹細胞維持機構を解明することは極めて重要である。これまで、DNAのメチル化などの転写制御に焦点を当てた研究が主流であったが、本研究では、転写後制御、特に新しい転写後修飾として近年続々と発見されているRNAのメチル化に着目した。本研究は、翻訳活性型及びメチル化RNAを網羅的にシーケンスすることによって、iPS細胞特異的なRNAのメチル化制御機構の分子基盤情報を確立することを目的とした。
前年度までに、ヒトiPS細胞とES細胞、iPS細胞への初期化前のヒト線維芽（HDF）細胞を用いて、リボソームプロファイリング法によりiPS細胞で特異的に翻訳活性の高い遺伝子は、主にRNA代謝に関わる遺伝子であることを明らかにした。また、候補遺伝子を絞るためにRNAi screeningを行ったところ、RNA修飾に関わる遺伝子がiPS細胞の機能に重要である可能性が示唆された。よって、本年度では同定したRNA修飾に関わる遺伝子から発現するタンパク質が結合すると予想されるsmall RNAの発現量をqPCRで確認したところ、HDF細胞と比較してiPS細胞で5倍以上高発現していることが分かった。さらに、同定したRNA修飾関連タンパク質及びそのタンパク質と複合体を形成するとされるタンパク質の発現量が全てiPS細胞で有意に高発現していることも確認された。今後は、RNA修飾がどのRNAをターゲットにしたものなのか、そしてどの部位の修飾が幹細胞の機能的に重要なのかについて検討していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、新しい転写後修飾が近年続々と発見されているRNAのメチル化に着目し、翻訳活性型及びメチル化RNAを網羅的にシーケンスすることによって、iPS細胞特異的なRNAのメチル化制御機構の解明を目的とした。
リボソームプロファイリング法及びRNAi screeningにより、RNA修飾に関わる遺伝子がiPS細胞の機能に重要である可能性が示唆されたため、本年度では、同定したRNA修飾に関わる遺伝子から発現するタンパク質が結合すると予想されるsmall RNAの発現量をqPCRで確認した結果、HDF細胞と比較してiPS細胞で5倍以上高発現していることが分かった。さらに、同定したRNA修飾関連タンパク質及びそのタンパク質と複合体を形成するとされるタンパク質の発現量が全てiPS細胞で有意に高発現していることも確認された。現在、RNA-seqのデータから、iPS細胞で特異的に高発現しているsmall RNAを網羅的に解析中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに、幹細胞を用いたリボソームプロファイリング、RNAi screening、qPCR, ウエスタンブロッティングなどの実験により、RNA修飾に関わるタンパク質がiPS細胞特異的に翻訳活性が上昇し、かつそのタンパク質が結合するsmall RNAも発現が有意に上昇していることが明らかとなった。したがって、最終年度は、RNA-seqのデータから、iPS細胞特異的に高発現するsmall RNAを網羅的に解析する。さらに、今回同定されたRNA修飾関連タンパク質と結合small RNAが実際にどのような種類のRNAをターゲットにして修飾を施すのかについては現在まで明確にされていない。よって、RNA修飾の種類及び修飾部位を明らかにし、幹細胞特異的なRNA修飾が存在するのか検討するために、メチル化RNAの網羅的シーケンス解析を行う予定である。幹細胞特異的なメチル化部位が特定された場合、そのメチル化を欠損させたたた状態では、幹細胞の生存や機能にどのような影響をもたらすのか、そして、iPS細胞の翻訳活性に変化をもたらすのかどうかを解析していく。本研究の結果は、幹細胞維持の基礎生物学的な理解にとどまらず、iPS細胞及び幹細胞特異的な転写後RNA修飾機構という新たな研究分野の開拓に繋がることが期待できる。
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