グリア細胞におけるＲＮＡ制御機構の意義の解明

• 研究課題/領域番号: 15J40150
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 矢野 佳芳 新潟大学, 医歯学系, 産学官連携研究員
• 研究期間 (年度): 2015-10-09 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: RNA結合蛋白質 / quaking / 選択的スプライシング / HITS-CLIP / 神経幹細胞 / オリゴデンドロサイト / ノックアウトマウス / 細胞間接着 / グリア細胞 / グリア

研究実績の概要

多くのRNA結合タンパク質は細胞／組織特異的に発現することにより、細胞／組織特異的なトランスクリプトームを産み出すことに寄与していると考えられる。そのようなRNA結合タンパク質の一つであるQuaking5(Qki5)は、胎生期マウス中枢神経系において、神経幹細胞に特異的に発現し、ベータカテニンシグナル関連分子の選択的スプライシングを調節することにより、神経幹細胞の細胞接着及び極性を制御し、幹細胞の維持に必須であることを明らかにした(Hayakawa-Yano et al, Genes Dev 2017)。
神経幹細胞におけるQki5の発現は、Tbr2陽性中間型前駆細胞に分化すると急激に減弱する。以前の報告から、Nineinタンパク質は神経幹細胞では2kb以上ある巨大な選択的exon18を含みセントロソームに局在し、一方、神経細胞に分化するとexon18は選択されず、Nineinは細胞質に局在し軸索の成長に関わるという制御機構が存在する。そこでexon18の制御機構について解析したところ、神経幹細胞ではQki5がexon18の下流イントロン領域に結合し、選択的スプライシングに促進的に働くことを明らかにした。即ちQki5はNineinの選択的exonの制御を介して神経幹細胞ー神経細胞の分化遷移に寄与していることを明らかにした(Hayakawa-Yano and Yano, Int J Mol Sci 2019)。
Qki5は胎生後期になるとオリゴデンドロサイト(OLs)細胞系譜にも強く発現する。そこで、OLs分化に伴って変動するOLs特異的exonをOLego-Quantasにて明らかにし、OLs特異的exonにおけるQki5標的RNA部位の寄与率を検証した。今後、Qkノックダウン培養OLsを用いたmRNA-seq解析によりQkiによる制御機構を明らかにし、論文として発表する。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] An RNA Switch of a Large Exon of Ninein Is Regulated by the Neural Stem Cell Specific-RNA Binding Protein, Qki5 (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa-Yano Yoshika、Yano Masato
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 20 号: 5 ページ: 1010-1010
  • DOI: 10.3390/ijms20051010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An RNA-binding protein, Qki5, regulates embryonic neural stem cells through pre-mRNA processing in cell adhesion signaling (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa-Yano Yoshika、Suyama Satoshi、Nogami Masahiro、Yugami Masato、Koya Ikuko、Furukawa Takako、Zhou Li、Abe Manabu、Sakimura Kenji、Takebayashi Hirohide、Nakanishi Atsushi、Okano Hideyuki、Yano Masato
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 31 号: 18 ページ: 1910-1925
  • DOI: 10.1101/gad.300822.117
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNA regulation went wrong in neurodevelopmental disorders: The example of Msi/Elavl RNA binding proteins. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yano M, Hayakawa-Yano Y, Okano H
  • 雑誌名: Int J Dev Neurosci. 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 124-30
  • DOI: 10.1016/j.ijdevneu.2016.01.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] RNP解析①：CLIP ～CLIP技術の進化と今後の展開～ (2015)
  • 著者名/発表者名: 矢野真人, 矢野佳芳
  • 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: 3419-3423
  • 査読あり
• [学会発表] Qki5 HITS-CLIP provides new mechanisms of RNA regulatory loop in gene regulation and the possibility of RNA-switching oligonucleotide treatment in brain. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa-Yano Y, Koyama A, Takebayashi H, Sakimura K, Okano H, and Yano M.
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会 ポスター発表
• [学会発表] Molecular dissection of Qki5 functions in CNS ~neural stem cell biology and implications for motor neuron disease~ (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa-Yano Y.
  • 学会等名: 武田薬品株式会社 SILエキスパートシンポジウム internal meeting
  • 招待講演
• [学会発表] An RNA-binding protein Qki5 regulates embryonic neural stem cells through pre-mRNA processing in cell adhesion signaling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa-Yano Y, Suyama S, Nogami M, Yugami M, Koya I, Furukawa T, Zhou L, Abe M, Sakimura K, Takebayashi H, Nakanishi A, Okano H, and Yano M
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会 ポスター発表
• [学会発表] Cell-type specific RNA-binding proteins in the developing central nervous system. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yano M, Okano H, Sakimura K, Takebayashi H, Suyama S, and Hayakawa-Yano Y.
  • 学会等名: 第41回日本神経科学大会 シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] An RNA-binding protein, Qki5, regulates embryonic neural stem cells through pre-mRNA processing in cell adhesion signaling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshika Hayakawa-Yano, Satoshi Suyama, Masahiro Nogami, Kenji Sakimura, Hirohide Takebayashi, Atsushi Nakanishi, Hideyuki Okano, and Masato Yano.
  • 学会等名: The BRI International Symposium 2018. The innovative progress of neuroscientific research through the use of advanced animal models
  • 国際学会
• [学会発表] An RNA-binding protein, Qki5, regulates embryonic neural stem cells through pre-mRNA processing in cell adhesion signaling. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshika Hayakawa-Yano, Satoshi Suyama, Masahiro Nogami, Kenji Sakimura, Hirohide Takebayashi, Atsushi Nakanishi, Hideyuki Okano, and Masato Yano.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting, Forty Years of mRNA Splicing: From Discovery to Therapeutics
  • 国際学会
• [学会発表] Alternative splicing regulation in neural stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Masato Yano, Yoshika Yano and Hideyuki Okano
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [備考] 新潟大学HP 「新規の神経幹細胞制御因子としてQuaking5の機能を解明しました」
  • URL: https://www.niigata-u.ac.jp/news/2017/36258/
• [備考] 慶應義塾大学医学部HP 《新規の神経幹細胞制御因子としてQuaking5の機能を解明》
  • URL: https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2017/10/13/28-24759/
• [備考] 新学術領域研究ncRNAネオタクソノミHP CSHL meeting 2017
  • URL: https://ncrna.jp/blog/item/347-cshl-meeting-2017
• [備考] 日本RNA学会HPに寄稿
  • URL: https://www.rnaj.org/component/k2/item/92-technical-seminar1