非コードRNAによる生殖細胞ゲノムの恒常性維持機構

• 研究課題/領域番号: 17K08644
• 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: 医化学一般
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 村野 健作 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80535295)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2017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: トランスポゾン / 小分子RNA / PIWI / 転写 / 生殖 / ヘテロクロマチン / 転写抑制 / small RNA / サイレンシング / 生殖細胞 / アルゴノート / ゲノム医科学

研究成果の概要

生殖細胞系列で転移と増殖を繰り返すレトロトランスポゾンは、生命の次世代継承にとって脅威である。非コード小分子RNA（piRNA）とPIWIタンパク質の複合体は、配列情報と相補的なレトロトランスポゾンを抑制し、ゲノムの恒常性を維持している。本研究により、Piwi-piRNA複合体と相互作用するNuclear export factor 2 (Nxf2)がトランスポゾンの転写反応を抑制することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ショウジョウバエ個体の解析結果から、Nxf2がPiwiと同様に不妊の原因遺伝子であった。詳細な分子メカニズムの解析により、Piwi-piRNA経路によるトランスポゾンの抑制機構は少なくとも二段階からなることがわかった。すなわち、Nxf2-Panx複合体はヘテロクロマチンを形成する前に、トランスポゾンの転写反応を抑制することが明らかとなった。マウスを用いた解析からNxf2は精巣の発達に重要であることを踏まえると、同じ哺乳類であるヒトの生殖においても、トランスポゾンを抑制することが重要であることを示唆している。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear RNA export factor variant initiates piRNA-guided co-transcriptional silencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Murano, K., Iwasaki Y.W., Ishizu H., Mashiko, A., Shibuya, A., Kondo, S., Adachi, S., Suzuki, S., Saito, K., Natsume, T., Siomi, M.C., Siomi, H.
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 印刷中 号: 17 ページ: 1-20
  • DOI: 10.15252/embj.2019102870
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Essential roles of Windei and nuclear monoubiquitination of Eggless/ SETDB 1 in transposon silencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Osumi Ken、Sato Kaoru、Murano Kensaku、Siomi Haruhiko、Siomi Mikiko C
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 20 号: 12
  • DOI: 10.15252/embr.201948296
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Template Activating Factor-I α Regulates Retroviral Silencing during Reprogramming (2019)
  • 著者名/発表者名: Bui Phuong Linh、Nishimura Ken、Seminario Mondejar Gonzalo、Kumar Arun、Aizawa Shiho、Murano Kensaku、Nagata Kyosuke、Hayashi Yohei、Fukuda Aya、Onuma Yasuko、Ito Yuzuru、Nakanishi Mahito、Hisatake Koji
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 29 号: 7 ページ: 1909-1922
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.10.010
  • NAID: 120007127699
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tbx6 Induces Nascent Mesoderm from Pluripotent Stem Cells and Temporally Controls Cardiac versus Somite Lineage Diversification. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sadahiro T, Isomi M, Muraoka N, Kojima H, Haginiwa S, Kurotsu S, Tamura F, Tani H, Tohyama S, Fujita J, Miyoshi H, Kawamura Y, Goshima N, Iwasaki YW, Murano K, Saito K, Oda M, Andersen P, Kwon C, Uosaki H, Nishizono H, Fukuda K, Ieda M
  • 雑誌名: Cell stem cell 巻: 23(3) 号: 3 ページ: 382-395
  • DOI: 10.1016/j.stem.2018.07.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Profiling Open Chromatin Structure in the Ovarian Somatic Cells Using ATAC-seq (2018)
  • 著者名/発表者名: Murano K, Iwasaki YW, Siomi H.
  • 雑誌名: Methods in Molecluar Biology 巻: 1680 ページ: 165-177
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7339-2_11
  • ISBN: 9781493973385, 9781493973392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitotic phosphorylation of CCCTC-binding factor (CTCF) reduces its DNA binding activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekiya T, Murano K, Kato K, Kawaguchi A, Nagata K
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 7 ページ: 397-404
  • NAID: 120007129136
  • 査読あり
• [学会発表] Piwi-piRNA silencing is triggered by Nxf2-mediated transcriptional regulation prior to heterochromatin formation (2019)
  • 著者名/発表者名: 村野健作
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会
• [学会発表] Nuclear RNA export factor variant initiates Piwi-piRNA-guided co-transcriptional silencing (2019)
  • 著者名/発表者名: 村野健作
  • 学会等名: 第21回日本RNA学会年会
• [学会発表] Nuclear RNA export factor variant triggers Piwi-piRNA-mediated co-transcriptional silencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Murano K
  • 学会等名: RNA 2019 (Poland)
• [学会発表] Nuclear RNA export factor variant triggers Piwi-piRNA-mediated co-transcriptional silencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Murano K
  • 学会等名: Keystone symposia "Small Regulatory RNAs" (Korea)
• [学会発表] Nuclear RNA export factor variant triggers Piwi-piRNA-mediated co-transcriptional silencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Kensaku Murano, Yuka W. Iwasaki, Akane Mashiko, Haruhiko Siomi
  • 学会等名: The 20th Takeda Science Foundation Symposium on BioSciences
  • 国際学会
• [学会発表] Piwi-piRNA silencing is triggered by Nxf2-mediated transcriptonal regulation prior to heterochromatin formation (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎由香、村野健作、益子あかね、渋谷あおい、塩見春彦
  • 学会等名: 第20回日本RNA学会年会
• [学会発表] Piwi-piRNAによるトランスポゾン抑制はNxf2を介した転写制御とヘテロクロマチン形成により引き起こされる (2018)
  • 著者名/発表者名: 村野健作、岩崎由香、益子あかね、渋谷あおい、塩見春彦
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] MuERV-L Gagタンパク質と相互作用するRNAの探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村野健作
  • 学会等名: 転写因子研究会
• [学会発表] Essential function of Panoramix/Scilencio-Nxf2 complex in the Drosophila Piwi-piRNA pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: 村野健作, 岩崎由香, 益子あかね, 塩見春彦
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会
• [学会発表] Essential function of Panoramix/Scilencio-Nxf2 complex in the Drosophila Piwi-piRNA pathway (2017)
  • 著者名/発表者名: 村野健作, 岩崎由香, 益子あかね, 塩見春彦
  • 学会等名: 第19回日本RNA学会年会
• [備考] Siomi Lab
  • URL: http://siomilab.med.keio.ac.jp