2021 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic regulation of RNA modification and biological process
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18H05272
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
鈴木 勉 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (20292782)
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Project Period (FY) |
2018-06-11 – 2023-03-31
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Keywords | RNA修飾 / エピトランスクリプトミクス / タンパク質合成 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、RNA 修飾の変動と制御という新しい概念を確立し、エピトランスクリプトミクス研究におけるパラダイムシフトを目指す。本年度は主に以下の成果を得た。
U6 snRNAには、N6メチルアデノシン(m6A)が一か所存在するが機能は不明であった。分裂酵母を用いて、この修飾の機能を解析したところ、スプライソソームがmRNA前駆体を認識する際において、U6 snRNAのm6A修飾が特定の配列を持つイントロンとの結合を安定化することで、スプライシングの効率を上げることが判明した。この機構はU5 snRNAとエキソンの相互作用が弱い時に、特に重要である。ゲノム中に多数のイントロンを有する真核生物では、U6 snRNAのm6A修飾が5’スプライス部位におけるエキソン配列に自由度を与えることで、タンパク質のアミノ酸配列の多様性を許容する役割があると考えられる。本研究は、m6A修飾の役割を解明しただけでなく、スプライソソームの重要な構成因子であるU5 snRNAとU6 snRNAが協調的にmRNA前駆体を認識することの機能的な重要性を明らかにした(Nature Commun., 2021)。 セレン含有タンパク質であるSELENONは、セレンの高い還元作用を用いて、酸化ストレスから細胞を保護する役割がある。SELENONの発現制御は骨格筋の形成や機能に重要な役割を担っている。本研究により、SELENONが筋分化の過程において、RNA編集およびリコーディング制御の2つの転写後制御機構により、発現調節されていることが明らかとなった。リコーディング制御はこれまで報告されていない新規の現象であり、遺伝子発現制御の概念を大きく拡張させるものである(Nature Commun., 2022)。 RNAの可逆的なリン酸化修飾を発見した成果がNatureに掲載された(Nature, 2022)。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
RNA修飾の機能解析では予想以上の成果が得られた。特に、40年以上も機能が不明であったU6 snRNAのm6A修飾の機能を解析した成果は大きな反響があった。また、重篤な筋疾患の原因遺伝子として知られるSELENONが、筋分化の過程で精密に制御される発現調節機構を明らかにした。さらに、可逆的なRNAのリン酸化修飾を見出した成果はNature誌に掲載され、RNA業界だけでなく、生命科学全体で大きな反響があった。
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Strategy for Future Research Activity |
RNA修飾が生育環境や細胞内メタボライトによってダイナミックに変動する現象を引き続き探求する。特に嫌気環境におけるRNA修飾の変動と役割について集中した研究を行う予定である。新規RNA修飾については、現時点で、未発表のものを約20種類発見している。この中には、新規キャップ構造や欠損型塩基など、これまでに類の見ないタイプのものが含まれている。本研究では、新規RNA修飾の更なる探索を継続すると共に、新規修飾の化学構造の決定、生合成機構の解明、機能解析を行う予定である。
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Research Products
(55 results)
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[Presentation] Single molecule analysis and profiling of tRNAs by direct nanopore sequencing2021
Author(s)
Mai Maeda, Shunpei Okada, Miho Furuta, Ryo Yamamoto, Ayumi Nishi, Bhaskar Dasgupta, Ryo Noguchi, Asuteka Nagao, Yuriko Sakaguchi, Kenjyo Miyauchi, Hiroki Ueda, Tsutomu Suzuki
Organizer
第22回日本RNA学会年会
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[Presentation] N6-methyladenosine (m6A) is an endogenous A3 adenosine receptor ligand2021
Author(s)
Akiko Ogawa, Chisae Nagiri, Wataru Shihoya, Asuka Inoue, Junken Aoki, Takeo Suzuki, Tsutomu Suzuki, Toshihiro Inoue, Osamu Nureki, Kazuhito Tomizawa, and Fan-Yan Wei
Organizer
第22回日本RNA学会年会
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[Presentation] Regulation of gene expression by the phosphorylated CTD interacting factor PCIF12021
Author(s)
Ryoya Kano, Ai Sugita, Soichiro Kuruma, Shiori Toyama, Shiho Ito, Hiroyasu Ishiguro, Aki Tanaka, Shinichiro Akichika, Tsutomu Suzuki, Yoshiaki Tabuchi, Yoshiaki Ohkuma, Yutaka Hirose
Organizer
第22回日本RNA学会年会
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[Presentation] Internal RNA phosphorylation confers thermal stability to tRNAs and contributes to cellular thermotolerance2021
Author(s)
Takayuki Ohira, Keiichi Minowa, Kei Sugiyama, Seisuke Yamashita, Akira Kaneko, Kenjyo Miyauchi, Yuriko Sakaguchi, Izumi Orita, Toshiaki Fukui, Kozo Tomita, Tsutomu Suzuki
Organizer
第44回日本分子生物学会年会
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