• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2018 Fiscal Year Annual Research Report

Mathematical analysis of the role of mRNA degradation in mammalian circadian clock

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative understanding of biological signaling networks based on mathematical science
Project/Area Number 17H06018
Research InstitutionOkinawa Institute of Science and Technology Graduate University

Principal Investigator

高橋 明格  沖縄科学技術大学院大学, 細胞シグナルユニット, 研究員 (90637589)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywords概日リズム / mRNA分解 / CCR4-NOT複合体 / BRF1 / Per2 / リミットサイクル
Outline of Annual Research Achievements

概日リズムは、生物に備わった約24時間周期のリズムであり、睡眠覚醒、体温、心拍、高次脳機能を制御する。この生理現象は、リミットサイクルと呼ばれる、摂動に対してロバストに周期活動を継続するダイナミクスにより形成され、mRNAや蛋白質の遺伝子発現自体も振動することから、数理的解析が多くなされてきた。mRNA量の発現振動機序は、時計遺伝子による転写制御を中心に解明が進んできたが、近年は、mRNA分解等の転写後調節の重要性が注目されている。そこで、本研究課題では、poly(A)鎖分解酵素CCR4-NOT複合体とRNA結合蛋白質BRF1に着目し、数理モデルを駆使することで、概日リズム制御におけるmRNA分解の重要性を明らかにすることを目的とした。我々はこれまでに、BRF1がCCR4-NOT複合体をリクルートすることにより誘導されるPer2 mRNAの分解が、Per2遺伝子の発現振動形成に重要であることを解明した。さらに、CCR4-NOT複合体サブユニットCnot1ヘテロ欠損マウスは概日リズム時間の延長を呈することから、mRNA分解が個体の概日リズム制御に関わることも示した。平成30年度は、BRF1を全身の概日リズムを制御する視交叉上核からノックアウトした結果、本マウスも概日リズム時間の延長を呈したことから、BRF1も個体における概日リズム制御に関わることを示した。また、RNA-seqとRIP-seqの結果、CCR4-NOT複合体とBRF1がPer2のみならず複数の時計遺伝子を標的として分解することを明らかにした。さらに、BRF1が自身のmRNAを標的として、自らの発現量を振動させるとともに、Per2等の標的mRNAの分解を制御するモデルを、時計遺伝子の転写による発現振動制御モデルと融合させ、転写とmRNA分解のクロストークによる精密な概日リズム制御の数理モデルを構築した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A hepatic post-transcriptional network comprising of CCR4-NOT deadenylase and FGF21 maintains systemic metabolic homeostasis2019

    • Author(s)
      Morita, M., Siddiqui, N., Katsumura, S., Rouya, C., Larsson, O., Nagashima, T., Hekmatnejad, B., Takahashi, A., Kiyonari, H., Zang, M., St-Arnaud, R., Oike, Y., Giguere, V., Topisirovic, I., Okada-Hatakeyama, M., Yamamoto, T., Sonenberg, N.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      Volume: 116 Pages: 7973-7981

    • DOI

      10.1073/pnas.1816023116.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Postnatal liver functional maturation requires Cnot complex-mediated decay of mRNAs encoding cell cycle and immature liver genes2019

    • Author(s)
      Suzuki, T., Kikuguchi, C., Nishijima, S., Nagashima, T., Takahashi, A., Okada, M., Yamamoto. T.
    • Journal Title

      Development

      Volume: 146 Pages: dev168146

    • DOI

      10.1242/dev.168146.

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Deadenylation suppresses cell death and immune genes to maintain liver homeostasis2018

    • Author(s)
      Akinori Takahashi, Shohei Takaoka, Haytham M.A Mohamed, Tomokazu Yamaguchi, Keiji Kuba, Tadashi Yamamoto
    • Organizer
      RNA 2018, The 23rd Annual Meeting of the RNA Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deadenylation-dependent mRNA decay is required for liver homeostasis thorough suppression of cell death and inflammatory genes2018

    • Author(s)
      Akinori Takahashi, Shohei Takaoka, Tomokazu Yamaguchi, Haytham Mohamed Aly Mohamed, Keiji Kuba, and Tadashi Yamamoto
    • Organizer
      Joint Annual Meeting of 51st JSDB and 70th JSCB
  • [Presentation] 肝臓内における脱アデニル化依存的なmRNA分解を介した遺伝子発現制御機構2018

    • Author(s)
      高橋明格、高岡翔平、Hytham Mohamad、山口智和、久場敬司、山本雅
    • Organizer
      第20回 日本RNA学会年会
  • [Presentation] Deadenylation represses mRNA stability and transcription of cell death and inflammatory genes to suppress lethal hepatitis2018

    • Author(s)
      Akinori Takahashi, Shohei Takaoka, Tomokazu Yamaguchi, Haytham Mohamed Aly Mohamed, Keiji Kuba, and Tadashi Yamamoto
    • Organizer
      第41回 日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ストレス応答におけるCnot 複合体によるmRNA 分解の役割2018

    • Author(s)
      鈴木 亨、星名実幸、西島さおり、星名直祐、高橋明格、山本 雅
    • Organizer
      第20回 日本RNA学会年会
  • [Presentation] Atg7 依存性細胞死を阻害するCCR4-NOT 脱アデニル化酵素複合体の 心機能制御機構の解明2018

    • Author(s)
      山口智和、鈴木 享、佐藤輝紀、高橋明格、山本 雅、 今井 由美子、久場敬司
    • Organizer
      第20回 日本RNA学会年会
  • [Presentation] ストレス応答におけるCnot複合体によるmRNA分解の役割2018

    • Author(s)
      西島 さおり、鈴木 亨、星名 実幸、星名 直祐 、高橋 明格、山本 雅
    • Organizer
      第41回 日本分子生物学会年会
  • [Presentation] microRNAによる遺伝発現抑制過程における CCR-NOT脱アデニル化複合体の機能解析2018

    • Author(s)
      坂村 由梨佳、友廣 拓生、大塚 衆志、船上 仁範 、深尾 亜喜良、高橋 明格、鈴木 亨、山本 雅、藤原 俊伸
    • Organizer
      第41回 日本分子生物学会年会

URL: 

Published: 2019-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi