Molecular mechanism and biological function of yki mRNA foci formation in Drosophila

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26440097
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉田 英樹 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 助教 (30570600)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: yorkie / mRNAの小胞体標的化 / ショウジョウバエ / SRP非依存的 / 翻訳抑制 / ステムループ

Outline of Annual Research Achievements

前年度までにyki mRNAの細胞内局在に必要十分なRNA領域（SL2）及びその領域に結合が予想された候補タンパク質を13種同定した。そこで当該年度では、SL2の生物学的重要性及び、SL2結合候補タンパク質のyki mRNAの細胞内局在に与える影響に関して解析した。
SL2の生物学的重要性を検討するために、SL2を除いたyki mRNA (ΔSL2)を過剰発現するショウジョウバエ系統を作製した。通常、野生型Ykiタンパク質過剰発現では形態異常は観察されないが、ΔSL2を複眼で過剰発現した結果、発現されるタンパク質は野生型にも関わらず、非常に重篤な過形成が見られた。更に、前年度までに、SL2内にyki mRNAの分解に関わる配列があること、これとは独立してyki mRNAの細胞内局在を制御する配列及び構造があることを見出しており、それぞれの生体での機能を調べるために、それぞれの配列に塩基置換を導入した変異yki mRNAを複眼で過剰発現させた。その結果、弱いながらも過形成が観察された。これらのハエのyki mRNA及びタンパク質の量を調べたところ、mRNAの分解に関わる配列に変異を導入したyki mRNAは予想通り分解を免れていた。一方興味深いことにyki mRNAの細胞内局在に関わる配列に変異を導入したものでは、yki mRNAの合成量は通常通りであるが、Ykiタンパク質の合成量が10倍以上増加していた。また培養細胞を用いた解析から、yki mRNAがSL2依存的に翻訳抑制の場であるP-bodiesに集積することも明らかにしており、以上の結果より、yki mRNAはSL2を介してRNAの分解と翻訳抑制を受けることを明らかにした。これらの成果は学術論文として発表した。また、SL2結合候補タンパク質13種をノックダウンした結果、局在に異常を示すものが5種得られた。

Research Products

• [Int'l Joint Research] トロント大学(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: トロント大学
• [Journal Article] Control of tissue size and development by a regulatory element in the yorkie 3’UTR. (2017)
  • Author(s): Takanari Umegawachi*, Hideki Yoshida*§, Hiromu Koshida, Momoko Yamada, Yasuyuki Ohkawa, Tetsuya Sato, Mikita Suyama, Henry M. Krause, Masamitsu Yamaguchi.
  • Journal Title: Am. J. Cancer Res. Volume: 7 Pages: 674-687
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Drosophila DOCK family protein Sponge is required for development of the air sac primodium. (2017)
  • Author(s): Kazushige Morishita, Dang Ngoc Anh Suong, Hideki Yoshida and Masamitsu Yamaguchi.
  • Journal Title: Exp. Cell Res. Volume: 17 Pages: 30165-30169
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2017.03.044.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel roles of HP1a and Mcm10 in DNA replication, genome maintenance and photoreceptor cell differentiation. (2017)
  • Author(s): Nicole Vo, Dang Ngoc-Anh Suong Natsuki Yoshino, Hideki Yoshida, Sue Cotterill and Masamitsu Yamaguchi.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 45 Pages: 1233-1254
  • DOI: https://doi.org/10.1093/nar/gkw1174
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ④Moyu Goto, Narumi Toda, Kouhei Shimaji, Dang Ngoc-Anh Suong, Nicole Vo, Hiroshi Kimura, Hideki Yoshida, Yoshihiro H. Inoue and Masamitsu Yamaguchi. (2016)
  • Author(s): Moyu Goto, Narumi Toda, Kouhei Shimaji, Dang Ngoc-Anh Suong, Nicole Vo, Hiroshi Kimura, Hideki Yoshida, Yoshihiro H. Inoue and Masamitsu Yamaguchi.
  • Journal Title: Spermatogenesis. Volume: 6 Pages: e1232023
  • DOI: 10.1080/21565562.2016.1232023.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Histone Deacetylase Gene Rpd3 Is Required for Starvation Stress Resistance. (2016)
  • Author(s): Ei Nakajima, Kouhei Shimaji, Takanari Umegawachi, Saki Tomida, Hideki Yoshida, Nana Yoshimoto, Shingo Izawa, Hiroshi Kimura and Masamitsu Yamaguchi.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Pages: e0167554
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0167554.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The human Bcl-2 family member Bcl-rambo localizes to mitochondria and induces apoptosis and morphological aberration in Drosophila. (2016)
  • Author(s): Mako Nakazawa, Yuka Matsushita, Hisaaki Matsubara, Hideki Yoshida, Masamitsu Yamaguchi and Takao Kataoka
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11 Pages: e0157823
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0157823.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genome-wide genetic screen identified the link between dG9a and epidermal growth factor receptor signaling pathway in vivo. (2016)
  • Author(s): Kouhei Shimaji, Takahiro Konishi, Hideki Yoshida, Hiroshi Kimura and Masamitsu Yamaguchi.
  • Journal Title: Exp. Cell Res. Volume: 346 Pages: 53-64
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2016.06.013.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] ショウジョウバエヒストンアセチル化酵素遺伝子Tip60は飢餓耐性獲得に関与する (2016)
  • Author(s): 冨田早紀、嶋路耕平、中島英、吉田英樹、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエ精子形成過程でのエピジェネティック制御因子dJmj/dJarid2の核小体局在を制御する仕組み (2016)
  • Author(s): 後藤萌、戸田成美、吉田英樹、井上喜博、木村宏、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ヒトBcl-ramborはショウジョウバエにおいてミトコンドリアに依存したアポトーシスを誘導する (2016)
  • Author(s): 松原久典、中澤茉子、松下由果、渡辺萌、Nicole Vo、吉田英樹、山口政光、片岡孝夫
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエ初期胚においてpseudo-cleavage furrow様局在を示すdiaphanous mRNAの局在化配列の同定 (2016)
  • Author(s): 西野冴香、田中領、平島智貴、Henry Krause、山口政光、吉田英樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエ初期胚におけるscraps mRNAのPseudo-cleavage furrow様局在機構の解析 (2016)
  • Author(s): 平島智貴、田中領、西野冴香、Henry Krause、山口政光、吉田英樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエ初期胚を用いたPseudo-cleavage furrow局在を示すcno mRNAの局在化機構の解析 (2016)
  • Author(s): 田中領、西野冴香、平島智貴、Krause Henry、山口政光、吉田英樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] FUSは神経筋接合部におけるシナプス構造を規定する (2016)
  • Author(s): 東裕美子、徳田隆彦、岡田（櫛村）由紀恵、山本格、中村綾、奥主隆太、上岡伊吹、水田依久子、上岡盛夫、永井義隆、中川正法、水野敏樹、吉田英樹、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ヒトNPM-hMLF1融合タンパク質はALS原因因子FUSが誘導する凝集体形成を阻害する (2016)
  • Author(s): 山本格、東裕美子、岡田（櫛村）由紀恵、吉田英樹、水田依久子、奥主隆太、上岡盛夫、藤掛伸宏、水野敏樹、徳田隆彦、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエの複眼形成におけるyki mRNAの多段階制御の分子メカニズムと生物学的意義の解明 (2016)
  • Author(s): 梅河内隆成、越田大夢、山田百子、臼井一馬、佐藤哲也、須山幹太、伊藤恵美、大川恭行、山口政光、ヘンリークラウス、吉田英樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] yki mRNAの細胞内局在を制御する因子の同定 (2016)
  • Author(s): 坂本優一、田中祐、梅河内隆成、山口政光、吉田英樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエCMT原因遺伝子／ALS関連遺伝子FIG4の遺伝学的相互作用因子としてのイオンチャネル活性化因子とlong non-coding RNAの同定 (2016)
  • Author(s): 中村綾、山本格、吉田英樹、東裕美子、水田依久子、水野敏樹、中川正法、徳田隆彦、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] Strategy to elucidate pathogenesis of CADASIL using transgenic Drosophila models of human NTOCH3 (2016)
  • Author(s): 水田依久子、東裕美子、戸田成美、吉田英樹、山口政光、水野敏樹
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ショウジョウバエモデルを用いた自閉症スペクトラム障害（ASD）原因候補遺伝子の解析 (2016)
  • Author(s): 上岡伊吹、川島和、小西篤、青木幹雄、吉田英樹、前田徹、尾崎まみこ、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] TDP-43 ALSショウジョウバエモデルを用いた機能解析 (2016)
  • Author(s): 岡田（櫛村）由紀恵、徳田隆彦、東裕美子、山本格、中村綾、奥主隆太、上岡伊吹、京谷茜、吉田英樹、水田依久子、上岡盛夫、永井義隆、中川正法、水野敏樹、山口政光
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] Subcellular localization of yki mRNAs is regulated by stem-loop in the 3’UTR (2016)
  • Author(s): Takanari Umegawachi, Hiromu Koshida, Momoko Yamada, Kazuma Usui, Tetsuya Sato, Mikita Suyama, Megumi Ito, Yasuyuki Ohkawa, Masamitsu Yamaguchi, Krause M. Henry, Hideki Yoshida
  • Organizer: RNA 2016
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2016-06-28 – 2016-07-02
  • Int'l Joint Research