Mechanism of piRNA precursor selection in Drosophila ovarian somatic cells

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15743
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Hirakata Shigeki 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40844791)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: piRNA / Yb / T-hairpin / tj

Outline of Final Research Achievements

piRNAs, small RNAs specific to animal reproductive tissues, repress transposons and support the accurate inheritance of the genome in reproductive tissues. In Drosophila ovarian somatic cells, the recognition of the cis elements of piRNA precursors by the RNA-binding protein Yb initiates their processing to produce piRNAs. However, the characteristics of the cis elements were unknown.
In this study, I performed a structural analysis of the cis element on tj mRNA by collaborative research and revealed that it has a novel structure, " T-hairpin". I also showed that this structure is important in the piRNA biogenesis.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

piRNAは、自身の塩基配列と相補的な配列を持つ遺伝子の発現を抑制する。従って、piRNA前駆体を正確に選択し、そこから正しい配列のpiRNAを産生することは、有害なトランスポゾンのみを抑制し、生命の維持に必須な遺伝子を妨げないために不可欠である。本研究では、piRNA前駆体の選択において重要な機能を持つcis配列の特徴を世界で初めて明らかにした。
piRNA経路に異常が生じると様々な生物種で不妊となる。一方でトランスポゾンは進化の原動力とされる。piRNA経路の解明は、医療への応用や、生物とトランスポゾンとの関係性を理解するための基盤的知見をもたらす可能性を有している。