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2022 Fiscal Year Research-status Report

RNA修飾を介した赤芽球分化制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21K15372
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

吉永 正憲  京都大学, 医学研究科, 助教 (70878347)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
KeywordsRNA修飾 / 赤芽球分化
Outline of Annual Research Achievements

本研究は新規N6-methyladenosine(m6A)RNA修飾機構が赤芽球分化において果たす役割の解明を目的としている。昨年度の解析により、METTL16欠損赤芽球においてDNA損傷のマーカーである微小核が高頻度に観察され、DNA修復に関与する遺伝子の発現が著明に低下していることを見出した。そこで本年度は、DNA損傷の寄与についてより詳細に検討することにした。まずMETTL16欠損赤芽球においてDNA損傷を定量的に評価できるコメットアッセイを行い、これらの細胞においてDNA損傷が有意に増加していることを確認した。次に、METTL16欠損赤芽球においてRNA-seqを行ったところ、インターフェロン誘導性遺伝子(ISGs)の発現が増加していることを見出した。そこで次に、DNA損傷を認識しIFNの産生を誘導する自然免疫経路であるcGAS-STING経路の関与を検討するため、STINGおよびI型IFN受容体の欠損マウスと赤芽球特異的METTL16欠損マウスを交配させ、これらの二重欠損により赤芽球分化障害が改善するか検討した。この結果、STINGもしくはI型IFN受容体を欠損させてもMETTL16欠損赤芽球の分化異常は改善しないことが明らかになった。他方、METTL16欠損細胞ではcaspase-3の活性化や、caspaseにより分解を受けるGATA1の発現低下がみとめられたことから、METTL16欠損下でのDNA損傷はcaspaseの活性化を誘導することで赤芽球分化を阻害していることが示唆された。以上のことから、METTL16はDNA修復に関する遺伝子の発現を正に調節することで、ゲノム安定性を維持し赤芽球分化を可能にする因子であることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

赤芽球特異的METTL16欠損マウスを解析し、METTL16を欠損した赤芽球におけるDNA損傷が赤芽球分化を阻害するメカニズムを詳細に明らかにすることができた。またこれまでの研究成果をまとめ、赤芽球におけるMETTL16の機能について英文学術誌に報告した(Yoshinaga et al., Nat Commun. 2022)。このように、本研究はおおむね順調に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

今後は生体でのMETTL16欠損により引き起こされる機能異常について、DNA損傷や分化障害の観点からより多角的に解析を進める予定である。

Causes of Carryover

当初の計画を変更し、本年度に予定していた国際学会参加を次年度に計画しているため次年度使用額が生じたが、次年度早期に使用する予定となっているため全体の使用計画に大きな変更はない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] スタンフォード大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      スタンフォード大学
  • [Journal Article] RNA分解酵素Regnase-1を標的とした炎症制御法の開発2023

    • Author(s)
      吉永正憲, 竹内理
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 284 Pages: 152~3

  • [Journal Article] Cyclin J?CDK complexes limit innate immune responses by reducing proinflammatory changes in macrophage metabolism2022

    • Author(s)
      Chong Yee Kien、Tartey Sarang、Yoshikawa Yuki、Imami Koshi、Li Songling、Yoshinaga Masanori、Hirabayashi Ai、Liu Guohao、Vandenbon Alexis、Hia Fabian、Uehata Takuya、Mino Takashi、Suzuki Yutaka、Noda Takeshi、Ferrandon Dominique、Standley Daron M.、Ishihama Yasushi、Takeuchi Osamu
    • Journal Title

      Science Signaling

      Volume: 15 Pages: 1~19

    • DOI

      10.1126/scisignal.abm5011

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Enhancement of Regnase-1 expression with stem loop?targeting antisense oligonucleotides alleviates inflammatory diseases2022

    • Author(s)
      Tse Ka Man、Vandenbon Alexis、Cui Xiaotong、Mino Takashi、Uehata Takuya、Yasuda Keiko、Sato Ayuko、Tsujimura Tohru、Hia Fabian、Yoshinaga Masanori、Kinoshita Makoto、Okuno Tatsusada、Takeuchi Osamu
    • Journal Title

      Science Translational Medicine

      Volume: 14 Pages: 1~14

    • DOI

      10.1126/scitranslmed.abo2137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regnase-1 Prevents Pulmonary Arterial Hypertension Through mRNA Degradation of Interleukin-6 and Platelet-Derived Growth Factor in Alveolar Macrophages2022

    • Author(s)
      Yaku Ai、Inagaki Tadakatsu、Asano Ryotaro、Okazawa Makoto、Mori Hiroyoshi、Sato Ayuko、Hia Fabian、Masaki Takeshi、Manabe Yusuke、Ishibashi Tomohiko、Vandenbon Alexis、Nakatsuka Yoshinari、Akaki Kotaro、Yoshinaga Masanori、Uehata Takuya、Mino Takashi、Morita Satoshi、Ishibashi-Ueda Hatsue、Morinobu Akio et al.
    • Journal Title

      Circulation

      Volume: 146 Pages: 1006~1022

    • DOI

      10.1161/CIRCULATIONAHA.122.059435

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The N6-methyladenosine methyltransferase METTL16 enables erythropoiesis through safeguarding genome integrity2022

    • Author(s)
      Yoshinaga Masanori、Han Kyuho、Morgens David W.、Horii Takuro、Kobayashi Ryosuke、Tsuruyama Tatsuaki、Hia Fabian、Yasukura Shota、Kajiya Asako、Cai Ting、Cruz Pedro H. C.、Vandenbon Alexis、Suzuki Yutaka、Kawahara Yukio、Hatada Izuho、Bassik Michael C.、Takeuchi Osamu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 1~17

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34078-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] The N6-methyladenosine transferase METTL16 enables erythropoiesis through safeguarding genome integrity2022

    • Author(s)
      Yoshinaga M, Kawahara Y, Bassik MC, and Takeuchi O
    • Organizer
      第23回日本RNA学会年会
  • [Presentation] The N6-methyladenosine transferase METTL16 enables erythropoiesis through safeguarding genome integrity2022

    • Author(s)
      Yoshinaga M, Bassik MC, and Takeuchi O
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] Analysis of metabolic reprogramming in macrophage utilizing genome-wide CRISPR screening2022

    • Author(s)
      Yasukura S, Yoshinaga M, Bassik MC and Takeuchi O
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会
  • [Presentation] Critical role of N6-methyladenosine modification deposited by METTL16 in hematopoiesis2022

    • Author(s)
      Yoshinaga M, Bassik MC, and Takeuchi O
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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