RNA regulome in pluripotent stem cells

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03418
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Yamamoto Takuya 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (60546993)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: RNA２次構造 / 多能性幹細胞 / 翻訳制御

Outline of Final Research Achievements

This study focused on RNA secondary structure using human somatic cells and human pluripotent stem cells and found that the 5' UTR regions of a specific gene contribute to pluripotent stem cell-specific translational regulation. Furthermore, we also developed a method to analyze the RNA secondary structure of individual RNA splicing variants with high precision. Using this method combined with our original reporter system, we identified splicing variants that show high translation efficiency only in pluripotent stem cells and determined their RNA secondary structures. We also extracted candidate regulators that could bind to the pluripotency-specific RNA secondary structures. This study demonstrates a link between the post-transcriptional RNA regulatory network and the maintenance of pluripotency.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

多能性幹細胞では、転写制御に関する多くの知見が得られており、転写ネットワークモデルが確立されている。しかしながら、転写後修飾、タンパク質翻訳制御までを含めたRNAの多面的制御機構に関する知見はまだまだ限られている。本研究では、体細胞初期化モデルを用いてRNA2次構造のプロファイルを構築することにより、タンパク質翻訳を制御するRNAの二次構造の機能解明を行い、多能性維持機構に寄与する転写後修飾および翻訳制御機構の関連性を明らかにした。つまり、細胞運命変換過程における制御機構を階層的なRNA制御機構という観点から考察するという新しい視点をもたらすことができた。