Elavl2による脳内翻訳制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 16K07247
• 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: 新潟大学
• 研究代表者: 矢野 真人 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (20445414)
• 研究分担者: 矢野 佳芳 (早川佳芳) 新潟大学, 医学部, 産学官連携研究員 (60397320)
• 研究期間 (年度): 2016-10-21 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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)
• キーワード: RNA結合蛋白質 / HITS-CLIP / 翻訳制御 / リボソームプロファイル / Ribosomeプロファイル

研究成果の概要

神経特異的に発現する翻訳制御因子として知られるRNA結合蛋白質Elavlファミリーのうち、特徴的な発現パターンを有するElavl2に着目し、Elavl2依存的な翻訳制御プログラムの解明を目指した解析を行った。包括的Elavl2-RNA相互作用マップ解析（HITS-CLIP法）、in vivoリボソームプロファイリング解析と通常のRNAシークエンス解析を同時に行い、生体内翻訳制御解析システムを構築した。さらにその結果、Elavl2標的遺伝子群として、神経細胞、シナプス機能に関わる遺伝子群の同定に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、生きたマウス脳組織中の細胞内におけるメッセンジャーRNAから機能性蛋白質の生合成過程をスナップショットすることで、生体内制御解析システムを構築するものである。特にアジア人における統合失調症トップ候補因子としても知られる神経特異的RNA結合蛋白質Elavl2を対象とした本研究による分子基盤の包括的理解は、翻訳制御の破綻によって引き起こされる精神、神経疾患の原因、メカニズム、治療戦略への基礎となることが期待される。

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] Elavl3 regulates neuronal polarity through the alternative splicing of an embryo-specific exon in AnkyrinG. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Y, Yamaguchi J, Yano M, Uchiyama Y, Okano HJ
  • 雑誌名: Neurosci Res. 巻: - ページ: 13-20
  • DOI: 10.1016/j.neures.2018.03.008
  • 査読あり
• [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] Musashi mediates translational repression of the Drosophila hypoxia inducible factor. (2016)
  • 著者名/発表者名: Bertolin AP, Katz MJ, Yano M, Pozzi B, Acevedo JM, Blanco-Obregon D, Gandara L, Sorianello E, Kanda H, Okano H, Srebrow A, Wappner P.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 19 号: 16 ページ: 7555-67
  • DOI: 10.1093/nar/gkw372
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of in vitro FUS-associated familial amyotrophic lateral sclerosis model using human induced pluripotent stem cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoki Ichiyanagi, Koki Fujimori, Masato Yano, Chikako Ishihara-Fujisaki, Takefumi Sone, Tetsuya Akiyama, Yohei Okada, Wado Akamatsu, Takuya Matsumoto, Mitsuru Ishikawa, Yoshinori Nishimoto, Yasuharu Ishihara, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Hitomi Tsuiji, Naoki Suzuki, Hitoshi Warita, Masashi Aoki, Hideyuki Okano
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 6 号: 4 ページ: 496-510
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2016.02.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Image-based detection and targeting of therapy resistance in pancreatic adenocarcinoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fox RG, Lytle NK, Jaquish DV, Park FD, Ito T, Bajaj J, Koechlein CS, Zimdahl B, Yano M, Kopp JL, Kritzik M, Sicklick JK, Sander M, Grandgenett PM, Hollingsworth MA, Shibata S, Pizzo D, Valasek MA, Sasik R, Scadeng M, Okano H, Kim Y, MacLeod AR, Lowy AM, Reya T.
  • 雑誌名: Nature 巻: 534(7607) 号: 7607 ページ: 407-411
  • DOI: 10.1038/nature17988
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of induced pluripotent stem cells carrying 22q11.2 deletion (2016)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima M, Akamatsu W, Okada Y, Ohnishi T, Balan S, Hisano Y, Iwayama Y, Toyota T, Matsumoto T, Itasaka N, Sugiyama S, Tanaka M, Yano M, Dean B, Okano H, Yoshikawa T
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 6 号: 11 ページ: e934-e934
  • DOI: 10.1038/tp.2016.206
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 幹細胞、癌における細胞運命決定因子Musashiの役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野真人, 岡野栄之
  • 雑誌名: 日本臨床 巻: 74巻増刊号10 ページ: 503-507
• [雑誌論文] ノンコーディングRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野真人
  • 雑誌名: 脳科学辞典 巻: なし
  • DOI: 10.14931/bsd.6736
• [学会発表] 蛋白質-RNA相互作用マッピングは、新しいRNA制御モデルとRNA制御オリゴの同定を可能にする (2019)
  • 著者名/発表者名: 矢野真人
  • 学会等名: 第18回日本再生医療学会シンポジウム 「RNA技術と幹細胞研究の最前線」
  • 招待講演
• [学会発表] Qki5 HITS-CLIP provides new mechanisms of RNA regulatory loop (2019)
  • 著者名/発表者名: Masato Yano and Yoshika Yano
  • 学会等名: The 20th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience "RNA Neobiology" ポスター発表
• [学会発表] 中枢神経系の細胞アイデンティティーを創出する RNA 結合蛋白質の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 矢野真人
  • 学会等名: 武田薬品工業SILエキスパートシンポジウム”RNA-Binding Proteins in Neuroscience
  • 招待講演
• [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 "RNA制御から理解する神経発生と疾患"
  • 招待講演
• [学会発表] The Future of Neuroscience discussion (2018)
  • 著者名/発表者名: Masato Yano
  • 学会等名: バイオジェン創立40周年記念式典 パネルディスカッション
  • 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] 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８回新潟大学脳研究所共同研究拠点国際シンポジウム ポスター発表
• [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: 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
  • 学会等名: CSHL meeting "40Years of mRNA splicing from discovery to therapeutics（国際学会）
  • 国際学会
• [学会発表] Alternative splicing in neural stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野真人, 矢野佳芳, 岡野栄之
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 招待講演
• [備考] サイエンティスト脳の臨界期
  • URL: https://ncrna.jp/blog/item/436-critical-period
• [備考] 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] 《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] unbiasedなストラテジー
  • URL: https://ncrna.jp/blog/item/346-unbiased