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核内ストレス体の構成変動に着目したストレス応答機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06478
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
研究機関大阪大学 (2020-2021)
北海道大学 (2019)

研究代表者

二宮 賢介  大阪大学, 生命機能研究科, 特任講師(常勤) (00437279)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード熱ストレス応答 / 長鎖非コードRNA / スプライシング / 非膜性構造体 / ストレス応答 / 核内構造体
研究開始時の研究の概要

熱ストレス下の霊長類細胞では核内ストレス体(nuclear Stress Body)と呼ばれる核内構造体が形成される。核内ストレス体の構造と機能は長年謎に包まれていたが、申請者は核内ストレス体の構成蛋白質、および、制御下にある遺伝子を網羅的に同定した。本研究課題は、核内ストレス体の特徴的な構成変動に着目し、その分子機構と細胞における役割を明らかにすることで、核内ストレス体によるストレス応答制御機構を解明することを目的にしている。

研究成果の概要

熱ストレス下で、霊長類ゲノム特異的サテライト領域から転写されるHSATIII lncRNAは、核内で特異的なRNA結合蛋白質を集積し、nuclear stress body(nSB)と呼ばれる巨大な核内構造体を形成するarchitectural RNAである。本課題研究において、nSBが熱ストレス条件下で形成された後、熱ストレス回復過程で経時的に構成因子の種類や修飾を変化させていくこと、さらにその動的特性によって、熱ストレス回復初期に機序の異なる2つのスプライシング制御機構の足場となって、400種以上に及ぶmRNAの発現を制御していることを見出し、それらの成果を二報の論文として発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

核内ストレス体は熱ストレス下の細胞核内で形成される霊長類特異的な構造体であるが、その分子機能は30年近くにわたってほとんど解明されていなかった。本研究課題において、核内ストレス体が熱ストレス回復期の遺伝子発現を2つの異なる分子機構の足場となることで制御していることを見出した。この結果は、霊長類特異的な細胞ストレス応答機構の解明に寄与すると考えられる。また、核内ストレス体の足場となる分子は単純な繰り返し配列で構成された長鎖非コードRNAであり、そのRNAが複数の分子機能の共通の足場になりうることを示した点で、学術的にも示唆に富んだ興味深い成果と考えられる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] m6A modification of HSATIII lncRNAs regulates temperature‐dependent splicing2021

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Kensuke、Iwakiri Junichi、Aly Mahmoud Khamis、Sakaguchi Yuriko、Adachi Shungo、Natsume Tohru、Terai Goro、Asai Kiyoshi、Suzuki Tsutomu、Hirose Tetsuro
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 40 号: 15

    • DOI

      10.15252/embj.2021107976

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Small molecule targeting r(UGGAA)n disrupts RNA foci and alleviates disease phenotype in Drosophila model2021

    • 著者名/発表者名
      Shibata Tomonori、Nagano Konami、Ueyama Morio、Ninomiya Kensuke、Hirose Tetsuro、Nagai Yoshitaka、Ishikawa Kinya、Kawai Gota、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20487-4

    • 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
  • [雑誌論文] Short Tandem Repeat-Enriched Architectural RNAs in Nuclear Bodies: Functions and Associated Diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Kensuke、Hirose Tetsuro
    • 雑誌名

      Non-Coding RNA

      巻: 6 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.3390/ncrna6010006

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two distinct nuclear stress bodies containing different sets of RNA-binding proteins are formed with HSATIII architectural noncoding RNAs upon thermal stress exposure2019

    • 著者名/発表者名
      Aly Mahmoud Khamis、Ninomiya Kensuke、Adachi Shungo、Natsume Tohru、Hirose Tetsuro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 516 号: 2 ページ: 419-423

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.06.061

    • NAID

      120006878349

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] LncRNA ‐dependent nuclear stress bodies promote intron retention through SR protein phosphorylation2019

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Kensuke、Adachi Shungo、Natsume Tohru、Iwakiri Junichi、Terai Goro、Asai Kiyoshi、Hirose Tetsuro
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 39 号: 3

    • DOI

      10.15252/embj.2019102729

    • NAID

      120006876293

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] HSATIII lncRNAの細胞質における動態と分子機能2022

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介, 廣瀬哲郎
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 霊長類特異的なHSATIII lncRNAの細胞質における新規分子機能2021

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介, 廣瀬哲郎
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The novel molecular function of HSATIII lncRNAs in cytoplasm2021

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介, 廣瀬哲郎
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] HSATIII lncRNAs dictate primate-specific response to thermal stress through the dual mechanisms of splicing control2020

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会 フォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] HSATIII lncRNAによる2つのスプライシング制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介
    • 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] HSATIII lncRNAによる2つのスプライシング制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介
    • 学会等名
      第5回北大部局間横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HSATIII lncRNAによる2つのスプライシング制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介
    • 学会等名
      2019年度 北海道大学共同利用・共同研究拠点アライアンス部局横断シンポジウム「計算科学が拓く汎分野研究」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] HSATIII lncRNAによる2つのスプライシング制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 核内ストレス体による2つのスプライシング制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介
    • 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
  • [図書] 「化学工業」2020年4月号 「注目される最先端相分離研究」2020

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介 廣瀬哲郎 (分担執筆)
    • 総ページ数
      86
    • 出版者
      化学工業社
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 「化学工業」2020年4月号 「注目される最先端相分離研究」2020

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介 廣瀬哲郎
    • 出版者
      化学工業社
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 霊長類細胞は二刀流で熱ストレスに対処する

    • URL

      https://www.fbs.osaka-u.ac.jp/ja/research_results/papers/detail/1025

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] ノンコーディングRNA構造体nSBの新機能を発見~温度を感知したリン酸化反応の「るつぼ」として働く~

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2019/12/rnansb.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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