2019 Fiscal Year Research-status Report
核内ストレス体の構成変動に着目したストレス応答機構の解明
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19K06478
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
二宮 賢介 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (00437279)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ストレス応答 / 長鎖非コードRNA / 核内構造体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱ストレス下の霊長類細胞ではHSATIII 長鎖非コードRNA (lncRNA)を足場とした核内構造体、核内ストレス体(nuclear Stress Body)が形成される。核内ストレス体の構造と機能は長年謎に包まれていたが、これまでに我々は核内ストレス体の構成蛋白質、および、制御下にある遺伝子を網羅的な同定を行った。それらの解析の結果、核内ストレス体は環境依存的、経時的にその構成蛋白質を変化させることで、核内RNAのプロセシングや修飾を調節し、様々なストレス応答機構を制御していることが予測された。
この仮説の検証と詳細なメカニズム解析の結果、核内ストレス体が熱ストレス状況下でスプライシング制御因子であるSR蛋白質ファミリーのうち特異的なものを構造体内に蓄積し、温度が正常に戻った後に、それらをリン酸化する酵素をリクルートし、ストレス除去後にSR蛋白質のリン酸化を促進していること、その結果として、ストレス回復期特異的にスプライシングを制御していることが明らかになった。また、その解析の副産物として、核内ストレス体には、構成蛋白質がそれぞれ異なるサブクラスが複数存在することが明らかになった。以上の成果を、学術論文として計3報発表した。
また、核内ストレス体に含まれる上記以外の動的な構成因子群の動態に着目することで、核内ストレス体が担うと考えられる分子機構をさらに複数明らかにしつつある。現在、そのうちの一つについて、詳細な解析を行い、論文投稿の準備を進めている。
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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
核内ストレス体の構成因子の中で、温度変化依存的に核内ストレス体にリクルートされる因子として、スプライシング制御因子のリン酸化酵素の機能を明らかにした。また、このリン酸化酵素の温度感受的な核内ストレス体への移行について、必須のアミノ酸領域を同定した。
また、別の機能を担う因子群の温度変化依存的な核内ストレス体へのリクルートを発見し、その機構による遺伝子発現制御機構を明らかにした。
また、「先進ゲノム支援」（先進ゲノム解析研究推進プラットフォーム）による次世代シークエンスおよびバイオインフォマティクスの支援を受けて、これまでに明らかにした核内ストレス体が担う複数の遺伝子発現制御機構について、各々によって制御される遺伝子の網羅的な同定を進めた。その結果、2020年度の研究計画であった、核内ストレス体の各機構による遺伝子発現制御メカニズムの解明についても、既に解析が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの解析で明らかになった2種類の遺伝子発現制御機構について、さらに詳細な解析を進めるとともに、他の機能を担うであろう動的な構成因子にも着目し、核内ストレス体の新規機能をさらに明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
当該研究計画に対して、「先進ゲノム支援」による次世代シークエンス解析のサポートが得られたため、当初の研究計画を修正し、2020年度に実施する予定であったトランスクリプトーム解析を優先的に遂行した。その結果、2019年度に計画していた核内ストレス体の個々の構成因子の動態やそのメカニズムの解析のために計上していた予算を次年度に繰り越す必要が生じた。当初の計上分と次年度使用額を合わせて、トランスクリプトーム解析の結果を踏まえて、個々の構成因子の機能と役割について、より詳細な解析を推進する。
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Research Products
(10 results)
