生殖細胞特異的小分子RNAであるpiRNAの生合成経路の解明

• 研究課題/領域番号: 15K06948
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西田 知訓 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (10598436)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: piRNA / PIWIタンパク質 / Papi / Zucchini / ミトコンドリア / 生殖細胞 / piRNA生合成

研究成果の概要

piRNAは、PIWIタンパク質と相互作用することでトランスポゾンを抑制する。カイコpiRNAの生成にミトコンドリア因子Papiが関与することが示唆された。しかし、piRNA生成で中核因子のエンドヌクレアーゼZucがカイコのpiRNA生成で重要であるかは不明であった。
Zucの欠失によりPapi複合体にpiRNA中間体が蓄積すること、PapiはPIWIとの相互作用と自身のリン酸化によりpiRNA中間体と結合することを見出した。これは、階層的に複合体形成が行われてpiRNAが生成されることを示唆する。また、piRNAの5’末端はPIWIにより、3’末端はZucにより形成されることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Hierarchical roles of mitochondrial Papi and Zucchini in Bombyx germline piRNA biogenesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishida Kazumichi M.、Sakakibara Kazuhiro、Iwasaki Yuka W.、Yamada Hiromi、Murakami Ryo、Murota Yukiko、Kawamura Takeshi、Kodama Tatsuhiko、Siomi Haruhiko、Siomi Mikiko C.
  • 雑誌名: Nature 巻: 555 号: 7695 ページ: 260-264
  • DOI: 10.1038/nature25788
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal structure of silkworm PIWI-clade Argonaute Siwi bound to piRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto N, Nishimasu H, Sakakibara K, Nishida KM, Hirano T, Ishitani R, Siomi H, Siomi MC, Nureki O
  • 雑誌名: Cell 巻: 167 号: 2 ページ: 484-497
  • DOI: 10.1016/j.cell.2016.09.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Functional involvement of BmZuc in the silkworm piRNA biogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazumichi Nishida
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌(札幌)
  • 年月日: 2015-07-15
• [備考] 生殖細胞を守る小さなRNAの生合成の仕組みを解明
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2018/5783/