Molecular mechanism of piRNA biogenesis and nuage formation involving Tudor domain proteins

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02401
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: KAI Toshie 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (40579786)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 生殖細胞 / 小分子RNA / piRNA

Outline of Final Research Achievements

In this study, we conducted functional analysis of Tudor domain proteins, which localize to the non-membranous organelle. We found that dTdrd1 functions to reinforce the piRNA pathway. Additionally, we demonstrated that the RNA helicase Tdrd9, which also localizes to the nuage, interacts with Tdrd5, promoting the ping-pong amplification cycle through the formation of the nuage and the recruitment of piRNA precursors to it. Furthermore, we identified a new type of piRNAs derived from protein-coding RNA sequences that are specifically expressed in testes, and elucidated its role in controlling the expression of genes involved in spermatogenesis.

Free Research Field

小分子RNA

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

piRNA経路は、生殖細胞のゲノムの安定化によって任性を保証する、動物にとって必要不可欠な生理学的プロセスの１つである。本研究によってもたらされた、その分子機構は、ゲノム安定化の分子機構の全容解明に大きく貢献するものである。無精子症や不妊症の患者には、申請者らの研究によってヌアージュ形成の核となることが明らかとなったTdrd9を含む既知のヌアージュ因子の変異が近年頻繁に報告されており、患者数は増えつつある。本研究によって明らかとなったpiRNAの生合成機構は、生殖医学に重要な知見をもたらし、不妊症疾患の新たな原因や治療法の開発の糸口を提供できると考えられる。