2023 Fiscal Year Research-status Report
Regulatory mechanism of gene expression by membraneless organelles formed through micellization
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23K18112
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山崎 智弘 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 特任講師(常勤) (90732280)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 非膜オルガネラ / lncRNA / 相分離 / ブロック共重合体 / architectural RNA / ミセル化 / 遺伝子発現制御 / クロマチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内には、膜で覆われていない非膜性構造体が多数存在しており、こうした構造体は、相分離機構により形成されることが明らかになり、細胞内プロセスの見方を一変させるパラダイムシフトを起こしている。非膜性構造体は、細胞内に特定の生体分子を集約する区画を作り出すことで、遺伝子発現など細胞内プロセスの制御に重要な役割を果たすことが明らかになりつつある。申請者は、最近、非膜性構造体の新たな形成機構として、ブロック共重合体のミセル化という機構を明らかにした。ミセル化では、内部にコアシェル規則構造を持つ構造体が形成される。しかし、このミセル化という機構がなぜ細胞内で利用されているのか、その機能における意義は全くわかっていない。そこで、本研究では、このミセル化により形成される非膜性構造体パラスペックルの遺伝子発現における役割に焦点を当て、このミセル化により形成された非膜性構造体がどのように機能を果たすか、その作動原理を明らかにすることを目指す。本年度は、パラスペックルの骨格として働くNEAT1_2 lncRNAのどのようなRNA領域がパラスペックルのミセル化を制御しているかについて詳細な解析を進めた。この解析は、機能との関連を明らかにするために重要であることから解析を実施した。さらに、パラスペックルの近傍に存在する生体分子を同定する新規手法の導入を進め、特異的にlncRNAが存在する領域に存在する生体分子の同定に利用できる系を確立した。この系の確立は本研究の進行において非常に重要である。
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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
ミセル化の機能的な意義を理解する上で必須な様々なミセル化に影響を与えるNEAT1変異体の作出に成功した。さらに、パラスペックルの近傍にある分子を同定する新たな手法の確立を進め、NEAT1に非常に特異的に検出できる系を確立することに成功したことなどから、上記のように判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述のように、新規手法によりパラスペックル近傍の生体分子を同定できる系の確立が進んできたことから、今年度は、実際に近接するタンパク質、 RNA、DNAを同定する実験を進める。さらに、ストレス条件における解析なども進める。さらに、NEAT1変異体との関連についても調べることで、ミセル化と機能の関係を紐づける。
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| Causes of Carryover |
今年度はしっかりとした結果を得るための新たな実験系を確立することに注力し、来年度、この実験系を用いて NGS解析、質量分析などを実施してを有効にデータを得るため、こうした判断を行った。
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[Presentation] Biomolecular condensates with RNA scaffolds: towards a theoretical and systematic understanding of their formation and function2023
Author(s)
Tomohiro Yamazaki, Tetsuya Yamamoto, Hiro Takakuwa, Hyura Yoshino, Sylvie Souquere, Wakana Isshiki, Rie Doi, Mizuki Iwata, Shinichi Nakagawa, Gerard Pierron, Tetsuro Hirose
Organizer
28th Annual Meeting of the RNA Society
Int'l Joint Research
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