核内小分子RNAの作用メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 16H06159
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岩川 弘宙 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (60710415)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円); 2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2017年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2016年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
• キーワード: RNAサイレンシング / siRNA / DNA-RNAハイブリッド / RNA-DNAハイブリッド / RNA-DNA ハイブリッド

研究成果の概要

本研究ではRNAサイレンシング複合体 (RISC)が配列特異的にDNAをメチル化するしくみに着目して研究を行った。その結果、細胞質ではたらく植物のRISCはRNAと強く相互作用するのに対し、核内ではたらくRISCはDNAと強く相互作用することを見出した。また、新規DNAメチル化に関わることが知られているRNA依存性RNAポリメラーゼ６（RDR6）の鋳型特異性や、核内RISC形成機構に関する新しい知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の核内RISCがRNAよりもDNAと強く結合することを世界で初めて生化学的に示したことで、「核内RISCは新生RNAとの結合を介して標的DNAに接近しメチル化を促進する」と信じられてきた従来のモデルを書き換える可能性がある。さらに核内RISC形成機構やRDR6の鋳型特異性の生化学的な理解は、未だ多くの謎に包まれている核内RNAサイレンシング機構を理解する上で重要な基盤的知見となる。

研究成果

• [雑誌論文] In vitro RNA-dependent RNA Polymerase Assay Using Arabidopsis RDR6 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kyungmin Baeg, Yukihide Tomari, Hiro-oki Iwakawa
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 8 号: 1
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2673
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ilencing messages in a unique way (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiro-oki Iwakawa and Yukihide Tomari,
  • 雑誌名: Nature Plants, 巻: 3 号: 10 ページ: 769-770
  • DOI: 10.1038/s41477-017-0028-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Vitro Analysis of ARGONAUTE-Mediated Target Cleavage and Translational Repression in Plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomari Yukihide、Iwakawa Hiro-oki
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1640 ページ: 55-71
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7165-7_4
  • ISBN: 9781493971640, 9781493971657
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物のRNAサイレンシング機構が自己のmRNAを攻撃しないメカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩川 弘宙
  • 雑誌名: 植物科学の最前線 巻: 8 号: B ページ: 58-70
  • DOI: 10.24480/bsj-review.8b4.00114
  • ISSN: 2432-9819
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The poly(A) tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into substrates for gene silencing. (2017)
  • 著者名/発表者名: Baeg K, *Iwakawa HO, *Tomari Y.
  • 雑誌名: Nature Plants 巻: 3 号: 4 ページ: 17036-17036
  • DOI: 10.1038/nplants.2017.36
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] In vitro recapitulation of the secondary siRNA biogenesis in plants (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiro-oki Iwakawa, Kyungmin Baeg, Yuriki Sakurai, Manabu Yoshikawa, Yukihide Tomari
  • 学会等名: 第20回武田科学振興財団生命科学シンポジウム RNAネオバイオロジー
  • 国際学会
• [学会発表] In vitro recapitulation of the secondary siRNA biogenesis in plants (2019)
  • 著者名/発表者名: Kyungmin Baeg, Yuriki Sakurai, Andy Lam, Keisuke Shoji, Manabu Yoshikawa, Yukihide Tomari, Hiro-oki Iwakawa
  • 学会等名: POST-TRANSCRIPTIONAL GENE REGULATION IN PLANTS (PGRP) 2019 Nara
  • 国際学会
• [学会発表] The PIWI domain of RdDM Argonautes in plants plays a critical role for sensing the identity of the 5′-base of small RNAs (2019)
  • 著者名/発表者名: Wei Liu, Yukihide Tomari, Hiro-oki Iwakawa
  • 学会等名: POST-TRANSCRIPTIONAL GENE REGULATION IN PLANTS (PGRP) 2019 Nara
• [学会発表] 植物のRNAサイレンシング機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩川弘宙
  • 学会等名: 第53回 植物感染生理談話会
  • 招待講演
• [学会発表] 植物における二次的小分子RNA生成の試験管内再現 (2018)
  • 著者名/発表者名: Baeg Kyungmin、櫻井 友理希、吉川 学、泊 幸秀、岩川 弘宙
  • 学会等名: 第20回日本RNA学会年会
• [学会発表] In vitro analysis of small RNA preference of ARGONAUTE 4 in Arabidopsis thaliana (2018)
  • 著者名/発表者名: Wei Liu, Yukihide Tomari, Hiro-oki Iwakawa
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Plant ARGONAUTE4 family proteins prefer to bind to DNA targets in vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwakawa HO, Tomari Y
  • 学会等名: The 22nd Annual Meeting of the RNA Society
  • 国際学会
• [学会発表] The poly(A) tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into the substrates for gene silencing (2017)
  • 著者名/発表者名: Baeg K, Iwakawa HO, Tomari Y
  • 学会等名: The 22nd Annual Meeting of the RNA Society
  • 国際学会
• [学会発表] Plant ARGONAUTE4 family proteins prefer to bind to DNA targets in vitro (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwakawa HO, Tomari Y
  • 学会等名: 12th Microsymposium on small RNA biology
  • 国際学会
• [学会発表] The poly(A) tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into the substrates for gene silencing (2017)
  • 著者名/発表者名: Baeg K, Iwakawa HO, Tomari Y
  • 学会等名: 12th Microsymposium on small RNA biology
  • 国際学会
• [学会発表] Plant ARGONAUTE4 family proteins prefer to bind to DNA targets in vitro (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiro-oki Iwakawa, Yukihide Tomari
  • 学会等名: The 2016 joint annual meeting of the RNA Society and the RNA Society of Japan
  • 国際学会
• [学会発表] 植物のRNAサイレンシング機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩川 弘宙
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] 生化学で迫る植物の RNA サイレンシング (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩川 弘宙
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 招待講演
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/Hiro_Iwa/
• [備考] researchmap 岩川 弘宙
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