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膵β細胞でのグルコース応答性インスリン分泌における転写後調節の分子機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K06975
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49010:病態医化学関連
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

柳谷 朗子  沖縄科学技術大学院大学, 細胞シグナルユニット, スタッフサイエンティスト (30608138)

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 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード転写後制御 / mRNA分解 / 脱アデニル化 / CCR4-NOT複合体 / インスリン生合成 / 膵β細胞 / CR4-NOT複合体 / 転写後調節
研究成果の概要

インスリン生合成に必要なCCR4-NOT複合体を介した転写後制御を解明する為に、CCR4-NOT複合体の脱アデニル化活性を示す構成分子であるCnot7欠損膵島を用いて実験を行った。Cnot7欠損膵島においてグルコース応答性インスリン分泌が低下した。RNAシークエンス解析とプロテオーム解析により、インスリン分子内のジスルフィド結合を行う酸化還元酵素であるPRDX4のmRNAと蛋白質発現量の両方が低下することを明らかにし、Prdx4 mRNAにCCR4-NOT複合体を導入するRNA結合蛋白質を同定した。本研究はインスリン生合成におけるCCR4-NOT複合体を介した転写後制御の分子機構を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、CCR4-NOT複合体を介した転写後制御がインスリン生合成において重要な役割を担うことを明らかにした。Cnot7欠損またはCnot8欠損マウスは異なる表現型を示すが、CCR4-NOT複合体の脱アデニル化活性を持つ構成分子であるCNOT7とCNOT8はアミノ酸配列の相同性から、機能的に相補的に働くと考えられていた。本研究によりCNOT7とCNOT8が異なるRNA結合蛋白質を介して、CCR4-NOT複合体を特異的なmRNAに導入し、mRNA分解を行うという分子機構を明らかにした。本研究は、転写後制御を標的としたインスリン生合成や分泌が低下している糖尿病に対する新規治療法の開発に役立つ。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] CNOT7 Outcompetes Its Paralog CNOT8 for Integration into The CCR4-NOT Complex.2022

    • 著者名/発表者名
      Patrick N Stoney , Akiko Yanagiya , Saori Nishijima , Tadashi Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of molecular biology

      巻: 434 号: 9 ページ: 167523-167523

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2022.167523

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuronal XRN1 is required for maintenance of whole-body metabolic homeostasis.2021

    • 著者名/発表者名
      Shohei Takaoka , Akiko Yanagiya , Haytham Mohamed Aly Mohamed , Rei Higa , Takaya Abe , Ken-Ichi Inoue , Akinori Takahashi , Patrick Stoney , Tadashi Yamamoto
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 10 ページ: 103151-103151

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103151

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Loss of β-cell identity and diabetic phenotype in mice caused by disruption of CNOT3-dependent mRNA deadenylation.2020

    • 著者名/発表者名
      Mostafa D, Yanagiya A, Georgiadou E, Wu Y, Stylianides T, Rutter GA, Suzuki T*, Yamamoto T*
    • 雑誌名

      Communications biology.

      巻: 476 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01201-y

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The CCR4-NOT complex maintains liver homeostasis through mRNA deadenylation2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Akinori、Suzuki Toru、Soeda Shou、Takaoka Shohei、Kobori Shungo、Yamaguchi Tomokazu、Mohamed Haytham Mohamed Aly、Yanagiya Akiko、Abe Takaya、Shigeta Mayo、Furuta Yasuhide、Kuba Keiji、Yamamoto Tadashi
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 3 号: 5 ページ: 1-19

    • DOI

      10.26508/lsa.201900494

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Essential functions of the CNOT7/8 catalytic subunits of the CCR4-NOT complex in mRNA regulation and cell viability2020

    • 著者名/発表者名
      Mostafa Dina、Takahashi Akinori、Yanagiya Akiko、Yamaguchi Tomokazu、Abe Takaya、Kureha Taku、Kuba Keiji、Kanegae Yumi、Furuta Yasuhide、Yamamoto Tadashi、Suzuki Toru
    • 雑誌名

      RNA Biology

      巻: 17 号: 3 ページ: 403-416

    • DOI

      10.1080/15476286.2019.1709747

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 膵β細胞の恒常性維持に重要なCCR4-NOT複合体を介したmRNA分解制御の解析2021

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yanagiya
    • 学会等名
      The 11th Signaling network meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Translational control by poly(A)-binding protein in glucose-stimulated insulin biosynthesis in diabetes2020

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yanagiya
    • 学会等名
      43rd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Post-transcriptional regulation to maintain redox homeostasis in insulin biosynthesis by the Ccr4-Not deadenylase complex in mouse pancreatic β-cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yanagiya, Tadashi Yamamoto
    • 学会等名
      8th RNA Stability Conference: mRNA Turnover Mechanisms, Regulation and their Implication in Infectious and Age-Related Diseases
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Post-transcriptional regulation maintains redox homeostasis in insulin biosynthesis by the Ccr4-Not deadenylase complex2019

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yanagiya, Tadashi Yamamoto
    • 学会等名
      第21回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Post-transcriptional regulation in insulin biosynthesis by the Ccr4-Not deadenylase complex in mouse pancreatic β cells2019

    • 著者名/発表者名
      Akiko Yanagiya, Tadashi Yamamoto
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Post-transcriptional regulation in glucose-stimulated insulin biosynthesis by the Ccr4-Not deadenylase complex in mouse pancreatic islets2018

    • 著者名/発表者名
      栁谷朗子
    • 学会等名
      RNA 2018, The 23rd Annual Meeting of the RNA Society, Berkeley, California, USA
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Post-transcriptional regulation in insulin biosynthesis by the Ccr4-Not deadenylase complex in mouse pancreatic islets2018

    • 著者名/発表者名
      栁谷朗子
    • 学会等名
      第20回日本RNA学会年会、大阪、日本
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 食欲や肥満を制御するタンパク質を発見

    • URL

      https://www.oist.jp/ja/news-center/press-releases/36632

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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