長鎖非コード（ｌｉｎｃ）ＲＮＡ遺伝子トラップマウスを用いた個体レベルの機能解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23310135
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 荒木 喜美 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 教授 (90211705)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 正健 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 准教授 (80271609)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 遺伝子トラップ / 非コードRNA / X-gal 染色 / 変異マウス

Outline of Annual Research Achievements

我々が樹立した遺伝子トラップクローンの中で、2009年Guttmanらによって発表されたLarge intervening non-coding RNA (lincRNA) 領域及びその近傍にトラップベクターが挿入されている13系統を用い、発現解析と表現型解析を行った。各マウスラインの成体およびembryoを用いてX-gal染色による発現パターン解析を行ったところ、13系統中、全く発現の見られなかったものは１系統のみで、残る12系統では染色は弱いものの、組織特異的発現を示し、これらのlincRNA遺伝子が実際に成体で発現していることがわかった。次に、ヘテロ接合体同士の交配を行い、ホモ接合体が得られるかどうか調べたところ、13系統全てでホモ接合体が出生することが分ったが、1系統はホモ接合体の出生割合が極端に少なかった。そこで、ヘテロ接合体を用いた体外受精で得た胚からのES細胞樹立も行なったが、ホモ接合体の割合は低く、ブラストシスト前で致死になる可能性が示唆された。我々のトラップベクターは、変異lox部位を組み込んでいるので、Creによる部位特異的組換えでベクター挿入部位に任意の遺伝子を挿入することが可能である。そこで、ユビキタスなプロモーターであるCAGの下流にlincRNA遺伝子全長のcDNAを接続し、変異lox部位と薬剤耐性遺伝子を持つ置換ベクターに挿入、トラップES細胞にCre発現ベクターと共導入することでトラップベクター挿入部位にノックインし、lincRNA遺伝子の過剰発現を試みた。その結果、１系統において、ラ氏島の萎縮による高血糖と糖尿病の発生が観察された。他の部位での過剰発現では高血糖にはならないことから、lincRNA遺伝子の過剰発現が周辺遺伝子に影響を与え、ラ氏島の細胞死につながったと考えられる。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Database for exchangeable gene trap clones: Pathway and gene ontology analysis of exchangeable gene trap clone mouse lines. (2014)
  • Author(s): Araki, M., Nakahara, M., Muta, M., Itou, M., Yanai, C., Yamazoe, F., Miyake, M., Morita, A., Araki, M., Okamoto, Y., Nakagata, M., Yoshinobu, K., Yamamura, K. and Araki, K.
  • Journal Title: Develop. Growth Differ. Volume: 56 Pages: 161-174
  • DOI: 10.1111/dgd.12116.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Loss of mTORC1 induces developmental blockage in early T-lymphopoiesis and eradicates T-cell acute lymphoblastic leukemia cells. (2014)
  • Author(s): Hoshii, T., Kasada, A., Hatakeyama, N., Ohtani,M., Tadokoro, Y., Naka, K., Ikenoue, T., Ikawa, T., Kawamoto, H., Araki, K., Yamamura, K., Matsuda, S. and Hirao, A.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Volume: 111 Pages: 3805-3810
  • DOI: 10.1073/pnas.1320265111.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The intramembrane proteases Signal-peptide-peptidase-like 2a and b (SPPL2a/b) have distinct functions in vivo. (2014)
  • Author(s): Schneppenheim, J., Huttl, S., Mentrup, T., Lullmann-Rauch, R., Rothaug, M., Engelke, M., Dittmann, K., Dressel, R., Araki, M., Araki, K., Wienands, J., Fluhrer, R., Saftig, P. and Schroder, B.
  • Journal Title: Mol Cell Biol. Volume: 34 Pages: 1398-1411
  • DOI: 10.1128/MCB.00038-14.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NRBF2 Regulates Autophagy and Prevents Liver Injury by Modulating Atg14L-Linked Class III Phosphatidylinositol-3 Kinase Activity. (2014)
  • Author(s): Lu, J., He, L., Behrends, C., Araki, M., Araki, K., Jun Wang, Q., Catanzaro, J. M., Friedman, S. L., Zong, W. X., Fiel, M. I., Li, M. and Yue, Z.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 5 Pages: 3920
  • DOI: 10.1038/ncomms4920.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disruption of Mbd5 in mice causes neuronal functional deficits and neurobehavioral abnormalities consistent with 2q23.1 microdeletion syndrome. (2014)
  • Author(s): Camarena, V., Cao, L., Abad, C., Abrams, A., Toledo, Y., Araki, K., Araki, M., Walz, K. and Young, J. I.
  • Journal Title: EMBO Mol. Med. Volume: 6 Pages: 1003-1015
  • DOI: 10.15252/emmm.201404044
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conformational Change in Transfer RNA Is an Early Indicator of Acute Cellular Damage. (2014)
  • Author(s): Mishima, E., Inoue, C., Saigusa, D., Inoue, R., Ito, K., Suzuki, Y., Jinno, D., Tsukui, Y., Akamatsu, Y., Araki, M., Araki, K., Shimizu, R., Shinke, H., Suzuki, T., Takeuchi, Y., Shima, H., Akiyama, Y., Toyohara, T., Suzuki, C., et. al.
  • Journal Title: J. Am. Soc. Nephrol. Volume: 25 Pages: 2316-2326
  • DOI: 10.1681/ASN.2013091001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of blood ribosomal protein S19 in coagulum resorption: a study using Gln137Glu-ribosomal protein S19 gene knock-in mouse. (2014)
  • Author(s): Chen, J., Fujino, R., Zhao, R., Semba, U., Araki, K. and Yamamoto, T.
  • Journal Title: Pathol. Int. Volume: 64 Pages: 543-550
  • DOI: 10.1111/pin.12208. Epub 2014 Oct 20.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disruption of actin-binding domain-containing Dystonin protein causes dystonia musculorum in mice. (2014)
  • Author(s): Horie, M., Watanabe, K., Bepari, A. K., Nashimoto, J., Araki, K., Sano, H., Chiken, S., Nambu, A., Ono, K., Ikenaka, K., Kakita, A., Yamamura, K. and Takebayashi, H.
  • Journal Title: Eur. J Neurosci. Volume: 40 Pages: 3458-3471
  • DOI: 10.1111/ejn.12711
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CRISPR/Cas9による2本鎖切断・1本鎖切断を利用した場合のマウスES細胞における相同組換え効率の比較 (2014)
  • Author(s): 荒木喜美,牟田真由美,仙波 圭,竹田直樹,仁木大輔,松本 健,武田伊世,山村研一,大村谷昌樹,荒木正健
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神奈川県（パシフィコ横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] オートファジー不全と慢性膵炎発症メカニズムの解明 (2014)
  • Author(s): 大村谷昌樹,坂田和也,高城克暢,松元美由紀,荒木喜美,山村研一
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神奈川県（パシフィコ横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 椎間板変性モデルマウス(Danforth’s short tail)の発症原因の解明 (2014)
  • Author(s): 仙波 圭,荒木正健,池川志郎,飯田有俊,山村研一,荒木喜美
  • Organizer: 第29回日本整形外科学会基礎学術集会
  • Place of Presentation: 鹿児島県（城山観光ホテル）
  • Year and Date: 2014-10-09 – 2014-10-10
• [Presentation] 可変型遺伝子トラップマウスラインのパスウェイ及びジーンオントロジー解析 (2014)
  • Author(s): 荒木正健,中原 舞,中潟直己,山村研一,吉信公美子,荒木喜美
  • Organizer: 日本遺伝学会第86回大会
  • Place of Presentation: 滋賀県（長浜バイオ大学）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] MSM/Ms由来ES細胞を用いたc-MafトランスジェニックMSM/Msマウスの作製と解析 (2014)
  • Author(s): 昇地高雅,舘山浩紀,高橋 智,山村研一,荒木喜美
  • Organizer: 日本遺伝学会第86回大会
  • Place of Presentation: 滋賀県（長浜バイオ大学）
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 遺伝子トラップマウスを用いたlincRNAの生体内機能解析 (2014)
  • Author(s): 宮家幹子,森田彩香,柳井千佳,山添史雅,中原 舞,荒木美幸,岡本頼幸,伊東春香,大西雄一朗,國場訓山村研一,吉信公美子,荒木正健,荒木喜美
  • Organizer: 第28回モロシヌス研究会
  • Place of Presentation: 静岡県（国立遺伝学研究所）
  • Year and Date: 2014-06-27 – 2014-06-28
• [Remarks] 疾患モデル分野ホームページ
  • URL: http://irda-genetics.kuma-u.jp/index.html