2021 Fiscal Year Annual Research Report
転写後遺伝子発現制御における内在性ウイルス由来配列の寄与
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20J22607
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北尾 晃一 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 内在性レトロウイルス / 転写後遺伝子発現制御 / RNAエレメント / RNA結合タンパク質 / トランスポゾン / ゲノム進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Syncytin Posttranscriptsional Regulatory Element (SPRE)は、胎盤形成を担う内在性レトロウイルス由来遺伝子syncytin-1のmRNAの3’非翻訳領域から我々が同定したRNAエレメントである。本年度は、SPREの進化について解析を行った。これまでの研究から、SPREは現在、感染性ウイルスとして報告されているレトロウイルスには見つからないが、哺乳類では、ほぼすべての種に数十から数千コピーのSPRE様配列が見つかることが分かっている。本年度は哺乳類ゲノムのSPRE様配列について、ヒトとマーモセットをモデルにさらなる解析を行った。その結果、ヒトとマーモセットのゲノムのSPREのうち90％以上が内在性レトロウイルスの3'UTRに存在していることが明らかとなり、ゲノムに数百コピー存在するSPREが内在性レトロウイルスに由来することを実証できた。さらにSPREを保持するゲノム中の内在性レトロウイルスの種類はヒトとマーモセットで大きく異なっていた。この結果は、この2種の霊長類において、SPREが異なるレトロウイルスの内在化イベントによってもたらされてきたことの証拠であり、哺乳類全体を考えた場合でも、SPREは異なるレトロウイルスの独立した内在化によってもたらされてきた可能性が高い。これは、SPREの挿入位置が宿主の種類によって大きく異なる可能性を示唆しており、「転写後遺伝子発現制御における内在性ウイルス由来配列の寄与」の種間多様性を考察する上で重要な情報となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SPREをもたらしている内在性レトロウイルスが霊長類内においても大きく異なることを実証できた。これはSPREが宿主ゲノムに与える影響が種間で予想以上に多様である可能性を示唆する。また、2020年度と2021年度の研究成果を査読付き論文に発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、RNA結合タンパク質に着目したSPREの分子制御基盤の共通性に着目していく。RNAプルダウンアッセイと質量分析法によりSPRE結合タンパク質を同定する。293T細胞において、そのタンパク質をノックアウト（またはノックダウン）した上で、ルシフェラーゼ遺伝子を用いたレポーター系でSPREによる翻訳促進作用を測定し、SPRE活性に影響を与える機能的に重要な結合タンパク質を確認する。そして、SPREを3’UTRに含む宿主遺伝子のタンパク質について、SPRE結合タンパク質ノックアウト条件下において翻訳効率が低下するという仮説を検証するため、レポーター系の使用や内在性タンパク質量の測定を行う。
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