高次神経機能制御に関わるncRNA機能の解明

• 研究領域: ノンコーディングRNAネオタクソノミ
• 研究課題/領域番号: 26113006
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 影山 裕二 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 准教授 (90335480)
• 研究協力者: 稲垣 幸 ; 中村 奈月 ; 吉田 雄生 ; 濱田 悠生 ; 山部 拓也 ; 中野 美幸 ; 平雄 樹
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 102,050千円 (直接経費: 78,500千円、間接経費: 23,550千円); 2018年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円); 2017年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円); 2016年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2015年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2014年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
• キーワード: ノンコーディングRNA / ショウジョウバエ / 中枢神経系 / 軸索誘導 / PRC複合体 / lncRNA / 遺伝子発現制御 / 神経発生 / 長鎖ノンコーディングRNA / 突然変異 / 分子遺伝学 / 軸索走行 / 発生生物学 / キノコ体 / エピジェネティックな遺伝子発現制御 / noncoding RNA / incRNA / RNAネオタクソノミ

研究成果の概要

トランスクリプトーム解析により、真核生物には多くの長鎖ノンコーディングRNA（long noncoding RNA, lncRNA）が存在することが明らかにされている。これらlncRNAのほとんどは機能未知のRNA分子であり、その体系的な理解はほとんど進んでいない。本研究では、中枢神経において機能するlncRNAのモデル系として、ショウジョウバエLOL RNAの機能解析を行い、LOL RNAがキノコ体ニューロンの軸索誘導に必須因子であること、軸索誘導に関わる多くの遺伝子の発現制御に関与していることを示した。また、Polycom遺伝子群がlolと強い遺伝学的相互作用を示すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Lobe-less（LOL）RNAはショウジョウバエの中枢神経系に発現する長鎖ノンコーディングRNAであり、LOL RNAを欠損した変異体では、行動や記憶を司る脳内中枢であるキノコ体の部分欠損が起こることが知られている。本研究ではlol変異体の詳細な解析を行い、lol変異体の表現型がキノコ体神経細胞の軸索誘導の異常に起因するものであること、実際にlol変異体では多数の軸索誘導関連遺伝子の発現に異常が見られることを示した。これらの結果は、LOL RNAのみならず、多数見つかっている他の神経系特異的長鎖ノンコーディングRNAもまた神経発生において重要な機能を担っていることを示唆するものである。

研究成果

• [国際共同研究] Northwestern University(米国)
• [国際共同研究] Northwestern University(米国)
• [雑誌論文] Shavenbaby and Yorkie mediate Hippo signaling to protect adult stem cells from apoptosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Jerome Bohere, Alexandra Mancheno-Ferris, Sandy Al Hayek, Jennifer Zanet, Philippe Valenti, Kohsuke Akino, Yuya Yamabe, Sachi Inagaki, Helene Chanut-Delalande, Serge Plaza, Yuji Kageyama, Dani Osman, Cedric Polesello, Francois Payre
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 9 号: 1 ページ: 5123-5123
  • DOI: 10.1038/s41467-018-07569-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ショウジョウバエroX RNA -ヒストン修飾酵素複合体と相互作用するRNAの発見 (2015)
  • 著者名/発表者名: 影山裕二
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: 33 ページ: 3274-3275
• [雑誌論文] 小さなペプチドの発見から学ぶこと (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣幸、影山裕二
  • 雑誌名: 実験医学増刊 巻: 33 ページ: 3306-3307
• [雑誌論文] Pri peptides are mediators of ecdysone for the temporal control of development (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Chanut-Delalande, Y. Hashimoto, A. Pelissier-Monier, R. Spokony, A. Dib, T. Kondo, J. Bohere, K. Niimi, Y. Latapie, S. Inagaki, L. Dubois, P. Valenti, C. Polesello, S. Kobayashi, B. Moussian, K. White, S. Plaza, Y. Kageyama, and F. Payre
  • 雑誌名: Nature Cell Biol. 巻: 16 号: 11 ページ: 1035-1044
  • DOI: 10.1038/ncb3052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear lncRNAs as epigenetic regulators-beyond skepticism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa, S., Kageyama, Y.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta. 巻: 1839 号: 3 ページ: 215-222
  • DOI: 10.1016/j.bbagrm.2013.10.009
  • 査読あり
• [学会発表] Lobe-less RNAはショウジョウバエの胚発生期において軸索走行制御に寄与する長鎖ノンコーディングRNAである (2018)
  • 著者名/発表者名: 稲垣幸、中村奈月、佐藤昌直、門田光隆、Sean D. Keeley、工樂樹洋、影山裕二
  • 学会等名: 第20回日本RNA学会年会
• [学会発表] Lobe-less, a long noncoding RNA that regulates Drosophila mushroom body morphogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sachi Inagaki, Natsuki Nakamura, Masanao Sato, Mitsuhiro Kadota, Sean D. Keeley, Shigehiro Kuraku and Yuji Kageyama1
  • 学会等名: The 22nd Annual Meeting of the RNA society
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエLobe-less RNAはキノコ体において軸索走行制御因子の発現を制御している (2017)
  • 著者名/発表者名: 稲垣幸、中野美幸、中村奈月、門田光隆、Sean D. Keeley、佐藤昌直、工樂 樹洋、影山裕二
  • 学会等名: 第19回RNA学会年会
• [学会発表] Lobe-less RNAは、胚発生期において神経母細胞に発現し、軸索走行制御を介した神経回路形成に寄与している (2017)
  • 著者名/発表者名: 稲垣幸、門田光隆、Sean D. Keeley、工樂樹洋、影山裕二
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Screening for modifier genes of polished rice gain-of-function phenotypes:Results of second and third chromosomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuya Yamabe, Yuki Hamada, Kosuke Akino, Yuki Yoshida, Sachi Inagaki, Yuji Kageyama
  • 学会等名: 第12回日本ショウジョウバエ研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] polished rice is essential for tip cell specification and tubular fusion of tracheal dorsal branch (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Taira, Housei Wada, Shigeo Hayashi, Yuji Kageyama
  • 学会等名: 第12回日本ショウジョウバエ研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] Lobe-less RNA is necessary for establishment of neural circuits in Drosophila mushroom body (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Nakano, Sachi Inagaki, Natsuki Nakamura and Yuji Kageyama
  • 学会等名: 第12回日本ショウジョウバエ研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] Lobe-less RNA regulates axon guidance of mushroom body neurons in Drosophila and genetically interacts with PRC1 components (2016)
  • 著者名/発表者名: Sachi Inagaki, Natsuki Nakamura, Masanao Sato, Yuji kageyama
  • 学会等名: 21st Annual Conference of the RNA Society
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] ゲノムの舞台袖に控える役者たち：ノンコーディングRNAとマイクロペプチド (2015)
  • 著者名/発表者名: 影山裕二
  • 学会等名: 第23回山形分子生物学セミナー
  • 発表場所: 山形
  • 年月日: 2015-12-21
  • 招待講演
• [学会発表] 影山裕二、稲垣幸 (2015)
  • 著者名/発表者名: 脳内神経回路形成と長鎖noncoding RNA：ショウジョウバエのキノコ体形成におけるLobe-less RNAの役割
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 長鎖noncoding RNA Lobe-lessはショウジョウバエ中枢神経系においてキノコ体の軸索投射及び脳内回路形成に寄与している (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 幸、中村 奈月、影山 裕二
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] coding vs noncoding (2015)
  • 著者名/発表者名: 影山裕二
  • 学会等名: 第20回分生研シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] Lobe-less RNA はショウジョウバエキノコ体の軸索走行制御を介して神経回路形成に寄与している (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲垣幸、中村奈月、影山裕二
  • 学会等名: 第17回RNA学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] 長鎖ノンコーディングRNA の神経系における機能:ショウジョウバエlobe-less 変異体の細胞学的解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村奈月、稲垣幸、影山裕二
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] Lobe-less RNAはポリコーム複合体と相互作用し、ショウジョウバエにおけるキノコ体の形態形成を制御している (2014)
  • 著者名/発表者名: 稲垣幸、佐藤昌直、中村奈月、小林悟、影山裕二
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25