ポリADPリボシル化による癌抑制型マイクロRNAプロセシングの制御機構

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26840043
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 杉本 崇 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (80635285)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ガン / マイクロRNA / ウリジル化 / 酸化ストレス / ポリADPリボース

Outline of Annual Research Achievements

let-7は細胞の発生分化や癌抑制だけでなく、糖代謝やアポトーシスなど様々な高次生命現象を制御するマイクロRNAである。近年の研究からES細胞や特定の癌細胞種においてlet-7の前駆体RNA　（pre-let-7）の3'末端がポリウリジル化され、成熟型let-7の生成が抑制される現象が発見された。このことからpre-let-7のポリウリジル化は細胞の万能性維持や癌化を引き起こす新たな機構として注目されているが、反応制御機構の詳細は未解明である。そこで、本研究ではpre-let-7のポリウリジル化反応を制御する新規因子の同定を試みた。
まず、ポリウリジル化酵素であるTUT7に結合する因子としてポリADPリボシル化因子PARP13を同定し、ポリADPリボースがTUT7に特異的に結合することを見出した。続いて試験管内ポリウリジル化アッセイを行い、ポリADPリボースがTUT7に結合するとpre-let-7のポリウリジル化が顕著に低下することを明らかにした。また、PARG（ポリADPリボース分解酵素）遺伝子をsiRNAによりノックダウンすると、pre-let-7のポリウリジル化の効率が顕著に低下することが分かった。一方、成熟化let-7の発現量は増大した。
ポリADPリボースは細胞がストレスに晒された時に合成が誘導される特徴がある。そこで、亜ヒ酸ナトリウムによる処理で細胞に酸化ストレスを与えて解析を行った結果、TUT7に結合するポリADPリボースの量の増大及びpre-let-7のポリウリジル化の顕著な低下が見られた。それに応じて成熟化let-7の発現量は増加した。
以上の結果から、TUT7のポリADPリボースによる制御はストレスに応じて遺伝子発現を調節し、生体恒常性を維持するための機構の一つなのではないかと考えられる。