Genetic dissection of miRNA-mediated cell competition

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18F18382
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 井垣 達吏 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (00467648)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): WANG ZHAOWEI 京都大学, 生命科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2018-11-09 – 2021-03-31
• Keywords: microRNA / 細胞競合 / ショウジョウバエ

Outline of Annual Research Achievements

上皮組織中に生じた極性崩壊細胞やタンパク質合成能低下細胞は、正常細胞に囲まれると組織から積極的に排除される。このような細胞間相互作用を介した細胞排除現象は、「細胞競合」と呼ばれている。受入研究者らのグループはこれまで、ショウジョウバエ上皮において極性崩壊細胞が細胞競合により排除される現象を見いだし、その分子機構を明らかにしてきた。一方で、タンパク質合成能低下細胞が細胞競合により排除される機構とその生理的意義についてはいまだ不明な点が多い。外国人特別研究員のZhaowei Wang博士は、受入研究者の研究室にて、タンパク質合成能低下細胞が引き起こす細胞競合にmiRNA機構が重要な役割を果たすという事実を発見した。そこで本研究では、ショウジョウバエ遺伝学を駆使し、miRNA機構が細胞競合を制御する分子機構を明らかにすることで、タンパク質合成能低下が誘発する細胞競合機構とその生理的意義の解明に迫ることを目的とする。これまでの本研究において、まずショウジョウバエ成虫原基においてmiRNAの生合成に必要なDicer-1をノックダウンするとJNK依存的に起こる細胞競合が強く抑制されることを見いだし、さらにこの細胞競合の抑制を司るmiRNA分子を同定することに成功した（miR-Xと呼ぶ）。令和元年度は、miR-Xの下流でJNKシグナルが活性化するメカニズムを遺伝学的に解析した。その結果、miR-Xの標的遺伝子を複数見いだし、その中の１つがJNKシグナルを制御することを明らかにすることに成功した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、miRNAの生合成に必要なDicer-1の活性がタンパク質合成能低下が誘発する細胞競合に必要であるという予備的知見に基づき、細胞競合におけるmiRNAの役割とその分子機構をショウジョウバエ遺伝学を用いて明らかにしようとするものである。これまでの解析により、細胞競合に必要なmiRNA（miR-Xと呼ぶ）を同定することに成功するとともに、その下流で細胞競合への関与が報告されているJNKシグナルが活性化すること、さらにはこのJNK活性化を制御するメカニズムを見いだすことに成功した。以上のことから、本研究はこれまで順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、細胞競合を制御するmiR-Xの標的遺伝子について、そのJNKシグナルの制御機構を中心に解析を進める。一方で、これまでに当研究室で見いだした細胞競合制御メカニズムとmiRNA経路との分子リンクについても並行して解析を進める。