新規RNA免疫沈降法 (tRIP法) によるRNA－タンパク相互作用解析の新展開

• 研究課題/領域番号: 18K06058
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43010:分子生物学関連
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 増田 章男 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (10343203)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: RNA結合タンパク / RNA修飾 / RNA代謝 / CLIP / tRIP / スプライシング / IDR / SRSF3 / エクソン / 転写制御 / 相分離 / 天然変性領域 / RNA-蛋白相互作用 / FUS / U1 snRNP / RNAP II / MATR3

研究成果の概要

生体におけるRNA結合タンパクの機能同定には, 細胞内のいつ, どこで, どの遺伝子RNAの, どの塩基に結合しているか？といった時空間情報の取得が欠かせない。しかし、既存の大規模シークエン解析法は、大量のinput試料と難易度の極めて高い実験技術を必須とし、新たな解析法の開発が求められている。本研究課題では、現在標準的に利用されているCLIP法を大幅に改変し、100倍超の高感度化と実験難易度の簡素化にを達成したtRIP法を実現した。tRIP法は、RNA-蛋白結合のみならず、RNA修飾部位の検出にも応用可能で、極めて高い汎用性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来困難であった微量検体からのRNA-蛋白結合やRNA修飾部位の解析手法の開発に成功した。従来法を大幅に上回る感度を有しながらも、手技は簡単になっており、今後、RNA-蛋白結合部位解析の標準手法となることが期待される。本手法を利用すれば、従来、少量しか入手できないために解析困難であった、初代継代培養細胞や患者検体内でのRNA代謝様式を解明できることとなり、RNA代謝の生理的意義解明や病態解明の大幅な進歩につながることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Meclozine ameliorates skeletal muscle pathology and increases muscle forces in mdx mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawamura Yusuke、Hida Tetsuro、Ohkawara Bisei、Matsushita Masaki、Kobayashi Takeshi、Ishizuka Shinya、Hiraiwa Hideki、Tanaka Satoshi、Tsushima Mikito、Nakashima Hiroaki、Ito Kenyu、Imagama Shiro、Ito Mikako、Masuda Akio、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 592 ページ: 87-92
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.01.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulated splicing of large exons is linked to phase‐separation of vertebrate transcription factors (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawachi Toshihiko、Masuda Akio、Yamashita Yoshihiro、Takeda Jun‐ichi、Ohkawara Bisei、Ito Mikako、Ohno Kinji
  • 雑誌名: The EMBO Journal 巻: 40 号: 22
  • DOI: 10.15252/embj.2020107485
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapidly Growing Protein-Centric Technologies to Extensively Identify Protein?RNA Interactions: Application to the Analysis of Co-Transcriptional RNA Processing (2021)
  • 著者名/発表者名: Masuda Akio、Kawachi Toshihiko、Ohno Kinji
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 10 ページ: 5312-5312
  • DOI: 10.3390/ijms22105312
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Zonisamide upregulates neuregulin-1 expression and enhances acetylcholine receptor clustering at the in vitro neuromuscular junction (2021)
  • 著者名/発表者名: Inoue Taro、Ohkawara Bisei、Bushra Samira、Kanbara Shunsuke、Nakashima Hiroaki、Koshimizu Hiroyuki、Tomita Hiroyuki、Ito Mikako、Masuda Akio、Ishiguro Naoki、Imagama Shiro、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Neuropharmacology 巻: 195 ページ: 108637-108637
  • DOI: 10.1016/j.neuropharm.2021.108637
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] tRIP-seq法を用いた微量検体からのRNA修飾部位検出 (2021)
  • 著者名/発表者名: 増田章男、河地利彦、大野欽司
  • 雑誌名: 細胞 巻: 53 ページ: 50-52
  • NAID: 40022799109
• [雑誌論文] tRIP-seq Reveals Repression of Premature Polyadenylation by Co-Transcriptional FUS-U1 snRNP Assembly (2020)
  • 著者名/発表者名: Akio Masuda, Toshihiko Kawachi, Jun-Ichi Takeda, Bisei Ohkawara, Mikako Ito, Kinji Ohno
  • 雑誌名: EMBO Rep. 巻: - 号: 5
  • DOI: 10.15252/embr.201949890
  • NAID: 120006884959
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gene Expression Profile at the Motor Endplate of the Neuromuscular Junction of Fast-Twitch Muscle (2020)
  • 著者名/発表者名: Huang Kun、Li Jin、Ito Mikako、Takeda Jun-Ichi、Ohkawara Bisei、Ogi Tomoo、Masuda Akio、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Frontiers in Molecular Neuroscience 巻: 13 ページ: 154-154
  • DOI: 10.3389/fnmol.2020.00154
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CTGF/CCN2 facilitates LRP4‐mediated formation of the embryonic neuromuscular junction (2020)
  • 著者名/発表者名: Ohkawara Bisei、Kobayakawa Akinori、Kanbara Shunsuke、Hattori Takako、Kubota Satoshi、Ito Mikako、Masuda Akio、Takigawa Masaharu、Lyons Karen M、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 21 号: 8
  • DOI: 10.15252/embr.201948462
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ubiquitination of DNA Damage-Stalled RNAPII Promotes Transcription-Coupled Repair (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa Y, Hara Y, Oka Y, Komine O, van den Heuvel D, Guo C, Daigaku Y, Isono M, He Y, Shimada M, Kato K, Jia N, Hashimoto S, Kotani Y, Miyoshi Y, Tanaka M, Sobue A, Mitsutake N, Suganami T, Masuda A, Ohno K, Nakada S, Mashimo T, Yamanaka K, Luijsterburg MS, Ogi T
  • 雑誌名: Cell 巻: 19 号: 6 ページ: 1228-1244
  • DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.010
  • NAID: 120006871293
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of cyclooxygenase-1 by nonsteroidal anti-inflammatory drugs demethylates MeR2 enhancer and promotes Mbnl1 transcription in myogenic cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Huang K, Masuda A, Chen G, Bushra S, Kamon M, Araki T, Kinoshita M, Ohkawara B, Ito M, Ohno K
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 10 号: 1 ページ: 2558-2558
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59517-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mianserin suppresses R-spondin 2-induced activation of Wnt/β-catenin signaling in chondrocytes and prevents cartilage degradation in a rat model of osteoarthritis (2019)
  • 著者名/発表者名: Okura Toshiaki、Ohkawara Bisei、Takegami Yasuhiko、Ito Mikako、Masuda Akio、Seki Taisuke、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 2808-2808
  • DOI: 10.1038/s41598-019-39393-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Differential effects of spinal motor neuron-derived and skeletal muscle-derived Rspo2 on acetylcholine receptor clustering at the neuromuscular junction (2018)
  • 著者名/発表者名: Li Jin、Ito Mikako、Ohkawara Bisei、Masuda Akio、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 13577-13577
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31949-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lack of Fgf18 causes abnormal clustering of motor nerve terminals at the neuromuscular junction with reduced acetylcholine receptor clusters (2018)
  • 著者名/発表者名: Ito Kenyu、Ohkawara Bisei、Yagi Hideki、Nakashima Hiroaki、Tsushima Mikito、Ota Kyotaro、Konishi Hiroyuki、Masuda Akio、Imagama Shiro、Kiyama Hiroshi、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • 雑誌名: Sceintific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 434-434
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18753-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MYRF is associated with encephalopathy with reversible myelin vacuolization (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurahashi Hirokazu、Azuma Yoshiteru、Masuda Akio、Okuno Tatsuya、Nakahara Eri、Imamura Takuji、Saitoh Makiko、Mizuguchi Masashi、Shimizu Toshiaki、Ohno Kinji、Okumura Akihisa
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: 83 号: 1 ページ: 98-106
  • DOI: 10.1002/ana.25125
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Identification of the nuclear speckles enriched with MATR3, which functionally regulate alternative splicing through spatial compartmentalization by LLPS (2021)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Okamoto, Akio Masuda, Kinji Ohno
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 増田章男、岡本喬明、大野欽司 (2021)
  • 著者名/発表者名: RNA結合タンパクMatrin3が形成する核内顆粒による遺伝子発現制御
  • 学会等名: 第7回日本筋学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 長いエクソンは天然変性領域をコードしており、SRSF3により安定的にスプライスされる (2020)
  • 著者名/発表者名: 増田章男 河地利彦 大野欽司
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] The splicing mechanism that secures large exons encoding intrinsic disordered regions of transcription factors (2020)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Kawachi Akio Masuda, Jun-ichi Takeda, Mikako Ito, Tomonari Hamaguchi, Kinji Ohno
  • 学会等名: Experimental Biology 2020 Meeting
• [学会発表] tRIP法による、RNA polymerase IIによる転写中pre-mRNA上での、RNA-protein相互作用部位の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: Akio Masuda, Toshihiko Kawachi, Junichi Takeda, Kinji Ohno
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 新規RNA免疫沈降法(tRIP法）による、FUS－U1 snRNP依存性 転写終結制御の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: Akio Masuda, Toshihiko Kawachi, Junichi Takeda, Kinji Ohno
  • 学会等名: 第41回 日本分子生物学会年会
• [備考] Tracing mechanisms of large exon splicing
  • URL: https://www.eurekalert.org/news-releases/935542
• [備考] the regulation of large exon splicing is critical
  • URL: https://en.nagoya-u.ac.jp/research/activities/news/2021/11/20211118-01.html
• [備考] 転写ネットワーク発展の礎となったゲノム進化を同定
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/EMBO_211004.pdf
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科神経遺伝情報公式HP
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/neurogenetics/
• [備考] 名古屋大学大学院医学系研究科神経遺伝情報公式HP
  • URL: https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/laboratory/neurological-diseases-cancer/dept-neuroscience/neurogenetics/