Germline genome integrity maintained by small RNA-mediated chromatin regulation

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02421
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: IWASAKI Yuka 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (80612647)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 転写制御 / エピゲノム制御 / ゲノム高次構造 / 非コードRNA / RNAサイレンシング / 小分子RNA / 生殖組織 / 不妊

Outline of Final Research Achievements

PIWI-interacting RNAs (piRNAs) are germline-specific small RNAs that form effector complexes with PIWI proteins to preserve genomic integrity by repressing transposable elements. Using both cultured cell line system and Drosophila mutants, we showed that Piwi-piRNA complexes promote epigenetic and chromatin architectural changes, leading to the sterility phenotype.

Free Research Field

ゲノム生物学、RNA生物学、分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、Piwi-piRNA複合体はトランスポゾンの発現を抑制する際にダイナミックなクロマチン高次構造変化を伴うことを明らかにした。このことから、PIWI-piRNAによるトランスポゾンの転移抑制が不妊を回避するために必要であろうという従来のモデルに対し、PIWI-piRNA複合体が誘導するクロマチン構造がトランスポゾンの抑制と不妊の回避の両方に必須の役割を果たしている可能性を示唆することができた。これは将来的に不妊症が引き起こされる機構の科学的説明などにつながる知見であると考えている。