小分子ＲＮＡが誘導するエピゲノム形成の分子機構

• 研究領域: 生殖細胞のエピゲノムダイナミクスとその制御
• 研究課題/領域番号: 25112005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 国立遺伝学研究所 (2017); 慶應義塾大学 (2013-2016)
• 研究代表者: 齋藤 都暁 国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (30423396)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 79,690千円 (直接経費: 61,300千円、間接経費: 18,390千円); 2017年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2016年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2015年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2014年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円); 2013年度: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円)
• キーワード: エピゲノム / Piwi / piRNA / ショウジョウバエ / クロマチン / OSC / ヒストン / レトロトランスポゾン / 発現制御 / 生殖 / RNA / 遺伝子 / 蛋白質 / DmGTSF1

研究成果の概要

Piwi蛋白質の機能を解明するため、新たなPiwi相互作用因子の探索を行ったところ、DmGTSF1と命名した因子を発見した。DmGTSF1はレトロトランスポゾンの抑制に必須であることやZn-fingerモチーフの重要性を明らかにした。更に、リンカーヒストンH1もPiwiと相互作用することを見いだした。生化学的解析から、Piwiが標的レトロトランスポゾンとH1との相互作用を正に制御することを発見した。さらに、ATAC-seq法を駆使することでPiwiがH1を介してクロマチン凝集を促す因子であることを明らかにした。以上の結果から、小分子RNAによるエピゲノム制御の分子機構の一端が解明された。

研究成果

• [雑誌論文] Piwi Modulates Chromatin Accessibility by Regulating Multiple Factors Including Histone H1 to Repress Transposons. (2016)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki YW, Murano K, Ishizu H, Shibuya A, Iyoda Y, Siomi MC, Siomi H, Saito K.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 63 号: 3 ページ: 408-419
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2016.06.008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inheritance of a Nuclear PIWI from Pluripotent Stem Cells by Somatic Descendants Ensures Differentiation by Silencing Transposons in Planarian. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shibata N, Kashima M, Ishiko T, Nishimura O, Rouhana L, Misaki K, Yonemura S, Saito K, Siomi H, Siomi MC, Agata K.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 37 号: 3 ページ: 226-237
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2016.04.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Yb Integrates piRNA Intermediates and Processing Factors into Perinuclear Bodies to Enhance piRISC Assembly. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murota Y, Ishizu H, Nakagawa S, Iwasaki YW, Shibata S, Kamatani MK, Saito K, Okano H, Siomi H, Siomi MC.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 8 号: 1 ページ: 103-113
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.05.043
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] RNAi and overexpression of genes in ovarian somatic cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1093 ページ: 25-33
  • DOI: 10.1007/978-1-62703-694-8_3
  • ISBN: 9781627036931, 9781627036948
• [雑誌論文] DmGTSF1 is necessary for Piwi-piRISC-mediated transcriptional transposon silencing in the Drosophila ovary. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohtani H, Iwasaki YW, Shibuya A, Siomi H, Siomi MC, Saito K.
  • 雑誌名: Genes Dev. 巻: 27 号: 15 ページ: 1656-61
  • DOI: 10.1101/gad.221515.113
  • 査読あり
• [学会発表] piRNA-mediated epigenetic control of transposable elements in Drosophila. (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro
  • 招待講演
• [学会発表] piRNA-mediated chromatin regulation in Drosophila gonadal cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: Symposium on Epigenome Dynamics and Regulation in Germ Cells
  • 招待講演
• [学会発表] piRNAによるクロマチン制御の分子機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: Hokuriku RNA Club
  • 招待講演
• [学会発表] Small RNA-induced epigenetic control in Drosophila (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: ConBio 2017
  • 招待講演
• [学会発表] Piwi promotes transcriptional silencing by regulating chromatin compaction (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Iwasaki YW, Murano K, Ishizu H, Shibuya A, Iyoda Y, Siomi MC, Siomi H.
  • 学会等名: Keystone Symposia. Small RNA Silencing: Little Guides, Big Biology
  • 発表場所: Colorado USA
  • 年月日: 2016-01-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Piwi silences transposon transcription by regulating chromatin compaction. (2016)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: Cell Symposia: Functional RNAs
  • 発表場所: 中国（広州）
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエpiRNAによるクロマチン制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 齋藤都暁
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー“生命システムを支配するエピジェネティクス”
  • 発表場所: 蛋白質研究所（大阪府吹田市）
  • 招待講演
• [学会発表] Comparison of ovary- and testis-derived piRNAs reveals gender-specific piRNA clusters in Syrian hamster (2015)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Seki N, Tsuchiya M, Hirano T, Iwasaki YW, Siomi MC, Siomi H.
  • 学会等名: The Twentieth Annual Meeting of the RNA Society
  • 発表場所: Madison USA
  • 年月日: 2015-05-26
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエPiwi-piRNA複合体によるクロマチン制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤都暁
  • 学会等名: 第9回日本エピジェネティクス研究会年会
  • 発表場所: 学術総合センター（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-05-25
  • 招待講演
• [学会発表] Piwi-piRISC regulates binding of linker histone H1 at transposon loci (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: Tokyo RNA Club
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms of piRNA-mediated transposon silencing (2014)
  • 著者名/発表者名: Saito K.
  • 学会等名: 日本遺伝学会年会
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2014-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] DmGTSF1 is required for Piwi-piRISC-mediated transcriptional transposon silencing (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Ohtani H, Iwasaki YW, Shibuya A, Siomi H, Siomi MC
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: ひめぎんホール（愛媛県）
• [学会発表] ショウジョウバエのpiRNAによるトランスポゾン制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤都暁
  • 学会等名: 国立遺伝学研究所 研究集会「転移因子と宿主の相互作用による生命機能」
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（静岡県）
  • 招待講演
• [学会発表] piRNA pathway in Drosophila (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito K
  • 学会等名: Small RNAs to stem Cells & Epigenetics Reprogramming ASIA-2013 Meeting
  • 発表場所: 東京大学山上会館（東京都）
  • 招待講演