RNA結合タンパク質による減数分裂制御機構

• 研究課題/領域番号: 15H04333
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 基礎生物学研究所
• 研究代表者: 山下 朗 基礎生物学研究所, 細胞応答研究室, 特任准教授 (30312276)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円); 2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
• キーワード: 減数分裂 / RNA結合タンパク質 / 分裂酵母

研究成果の概要

本研究では、生殖細胞の形成に不可欠なプロセスである減数分裂を制御する分子機構を明らかにすることを目標に、分裂酵母の減数分裂制御において重要な役割を果たすRNA結合タンパク質の機能解析を行った。その結果、減数分裂阻害するRNA結合タンパク質Mmi1が、減数分裂遺伝子の転写産物の分解、ヘテロクロマチン化誘導に加え、転写終結と転写産物の核外排出を制御することで、体細胞分裂期の細胞での減数分裂遺伝子の発現を抑制していることを明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

減数分裂遺伝子の発現は厳格な制御下にあり、減数分裂を行わない体細胞で誤って減数分裂遺伝子が発現する事態は通常は生じない。一部の腫瘍細胞で減数分裂遺伝子の異所的な発現が認められることや、減数分裂関連遺伝子の強制発現で腫瘍形成、染色体分配異常が誘導されることからも、減数分裂遺伝子の発現制御の重要性は明らかである。本研究により、モデル生物分裂酵母の新規減数分裂遺伝子の発現制御が見出された。この情報を元に研究を進めることで、他の生物種での減数分裂遺伝子の発現制御系の解明につながることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] Universite Joseph Fourier(フランス)
• [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)
• [国際共同研究] Universite Joseph Fourier(フランス)
• [国際共同研究] Universite Joseph Fourier(フランス)
• [国際共同研究] University of Cambridge(英国)
• [国際共同研究] Universite Joseph Fourier(フランス)
• [雑誌論文] YTH-RNA-binding protein prevents deleterious expression of meiotic proteins by tethering their mRNAs to nuclear foci (2018)
  • 著者名/発表者名: Shichino Yuichi、Otsubo Yoko、Kimori Yoshitaka、Yamamoto Masayuki、Yamashita Akira
  • 雑誌名: eLife 巻: 7
  • DOI: 10.7554/elife.32155
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] tRNA production links nutrient conditions to the onset of sexual differentiation through the TORC1 pathway (2018)
  • 著者名/発表者名: Otsubo Yoko、Matsuo Tomohiko、Nishimura Akiko、Yamamoto Masayuki、Yamashita Akira
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: 19 号: 3
  • DOI: 10.15252/embr.201744867
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] TORC1-Dependent Phosphorylation Targets in Fission Yeast (2017)
  • 著者名/発表者名: Otsubo Yoko、Nakashima Akio、Yamamoto Masayuki、Yamashita Akira
  • 雑誌名: Biomolecules 巻: 7 号: 3 ページ: 50-50
  • DOI: 10.3390/biom7030050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Selective termination of lncRNA transcription promotes heterochromatin silencing and cell differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Touat‐Todeschini Leila、Shichino Yuichi、Dangin Mathieu、Thierry‐Mieg Nicolas、Gilquin Benoit、Hiriart Edwige、Sachidanandam Ravi、Lambert Emeline、Brettschneider Janine、Reuter Michael、Kadlec Jan、Pillai Ramesh、Yamashita Akira、Yamamoto Masayuki、Verdel Andre
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 36 号: 17 ページ: 2626-2641
  • DOI: 10.15252/embj.201796571
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The long non-coding RNA world in yeasts (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A., Shichino, Y. and Yamamoto, M.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta - Gene Regulatory Mechanisms 巻: 1859 号: 1 ページ: 147-154
  • DOI: 10.1016/j.bbagrm.2015.08.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of Schizosaccharomyces pombe Meiosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A., Sakuno, T., Watanabe, Y. and Yamamoto, M.
  • 雑誌名: Cold Spring Harbor Protocols 巻: 印刷中
• [雑誌論文] Dynactin and Num1 cooperate to establish the cortical anchoring of cytoplasmic dynein in S. pombe (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujita, I., Yamashita, A. and Yamamoto, M
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 128 ページ: 1555-1567
  • DOI: 10.1242/jcs.163840
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of Ccr4-Not complex in heterochromatin formation at meiotic genes and subtelomeres in fission yeast (2015)
  • 著者名/発表者名: Cotobal, C., Rodriguez-Lopez, M., Duncan, C., Hasan, A., Yamashita, A., Yamamoto, M., Bahler, J. and Mata, J.
  • 雑誌名: Epigenetics & Chromatin 巻: 8 号: 1 ページ: 28-28
  • DOI: 10.1186/s13072-015-0018-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] meiRNAによる減数分裂の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下朗
  • 雑誌名: 実験医学増刊 (ノンコーディングRNAテキストブック) 巻: 33 ページ: 90-91
• [学会発表] tRNA前駆体によるTORキナーゼ活性調節機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大坪瑶子、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 第20回日本RNA学会年会
• [学会発表] 分裂酵母S. pombeのtRNA前駆体によるTORC1制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大坪瑶子、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第51回研究報告会
• [学会発表] Novel regulatory factors in the TORC1-mediated nutrient sensing pathway in fission yeast (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoko Otsubo, Masayuki Yamamoto, Akira Yamashita
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] YTHドメインタンパク質Mmi1は減数分裂mRNAを核内で凝集させ翻訳を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 七野悠一、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 第19回日本RNA学会年会
• [学会発表] 分裂酵母におけるtRNA前駆体によるTORC1制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大坪瑶子、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 第7回TOR研究会
• [学会発表] 分裂酵母におけるtRNA前駆体によるTORC1制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大坪瑶子、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 日本遺伝学会第89回大会
• [学会発表] 分裂酵母のtRNA前駆体によるTORC1制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大坪瑶子、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 減数分裂における分裂酵母TORC1の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中嶋昭雄、山下朗、大坪瑶子、松田真弥、鎌田真司、瓜谷眞裕、山本正幸、吉川潮
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Multilayered regulation of meiotic gene expression by the YTH family RNA-binding protein Mmi1 in fission yeast (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A.
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] 分裂酵母のYTHドメインタンパク質Mmi1は減数分裂特異的なmRNAの核内凝集を促進し翻訳を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 七野悠一、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] RNA結合タンパク質Mmi1は減数分裂mRNAの核内凝集を促し翻訳を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 七野悠一、山本正幸、山下朗
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第49回研究報告会
  • 発表場所: シーサイドホテル舞子ビラ(兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] The YTH domain-containing protein Mmi1 induces intranuclear foci formation of meiotic transcripts through its self-interaction and sequesters them from the translation machinery. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shichino, Y., Yamashita, A. and Yamamoto, M.
  • 学会等名: RNA2016
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府・京都市)
  • 年月日: 2016-06-18
  • 国際学会
• [学会発表] 分裂酵母における減数分裂特異的な転写産物の空間的制御は発現抑制に重要である (2015)
  • 著者名/発表者名: 七野悠一、山下朗、山本正幸
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 減数分裂における分裂酵母TORC1の制御と機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中嶋昭雄、山下朗、大坪瑶子、鎌田真司、瓜谷眞裕、山本正幸、吉川潮
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 減数分裂特異的な転写産物の空間的制御による発現抑制機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 七野悠一、山下朗、山本正幸
  • 学会等名: 酵母遺伝学フォーラム第48回研究報告会
  • 発表場所: 広島大学 (広島県・東広島市)
  • 年月日: 2015-08-31
• [学会発表] 分裂酵母の減数分裂特異的 RNA の空間的制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 七野悠一、山下朗、山本正幸
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌 (北海道・札幌市)
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] Overview of the mitosis-meiosis switch in fission yeast - Signaling, transcription and post-transcriptional events (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M., Otsubo, Y., Yuichi, S. and Yamashita, A.
  • 学会等名: The eighth international fission yeast meeting
  • 発表場所: 生田神社会館 (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of TORC1 signaling in meiosis under nitrogen starvation (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakashima, A., Yamashita, A., Otsubo, Y., Kamada, S., Uritani, M., Yamamoto, M. and Kikkawa, U.
  • 学会等名: The eighth international fission yeast meeting
  • 発表場所: 生田神社会館 (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Spatial control in the Mmi1/DSR system that selectively eliminates meiotic transcripts (2015)
  • 著者名/発表者名: Shichino, Y., Yamashita, A. and Yamamoto, M.
  • 学会等名: The eighth international fission yeast meeting
  • 発表場所: 生田神社会館 (兵庫県・神戸市)
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/pombe/
• [備考] プレスリリース1
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2018/01/18.html
• [備考] プレスリリース2
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/pressroom/news/2018/02/13.html
• [備考] 細胞応答研究室ホームページ
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/pombe/