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転写後遺伝子発現制御における内在性ウイルス由来配列の寄与

研究課題

研究課題/領域番号 20J22607
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

北尾 晃一  京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード内在性レトロウイルス / 転写後遺伝子発現制御 / RNAエレメント / RNA結合タンパク質 / トランスポゾン / ゲノム進化
研究開始時の研究の概要

哺乳類のゲノムには、古代に宿主の生殖細胞に感染したウイルス(内在性ウイルス)に由来する配列が多数存在する。近年、内在性ウイルスに由来するタンパク質や転写制御配列の機能が続々と報告されており、内在性ウイルスはゲノム進化の原動力となってきたことが明らかとなっている。しかし、内在性ウイルス配列によるRNAレベルでの「転写後制御」については未だ研究が進んでいない。本研究では、2019年に我々が報告した内在性レトロウイルス由来の転写後制御配列SPREをモデルに、宿主の転写後制御における内在性ウイルス配列の役割について検証する。

研究実績の概要

本年度は、内在性レトロウイルスに由来するRNAエレメントSPREの分子メカニズムの解明を試みた。SPREは3つのRNA配列モチーフで構成される。SPREに結合するタンパク質を同定するため、3つの配列モチーフすべてに変異を入れた変異体SPREと野生型SPREのビオチン化RNAを合成し、293T細胞抽出液を用いたプルダウンアッセイと質量分析による結合タンパク質の同定を行った。同定したタンパク質のうち、RNA結合タンパク質であるHNRNPKが野生型SPREに特異的に結合することがわかった。次にHNRNPKを標的とするsiRNAとSPREのレポータープラスミドを293T細胞に共導入した結果、HNRNPKをノックダウンした場合はSPREによる遺伝子発現促進効果が弱まることが明らかとなった。一方で、HNRNPKのノックダウンは細胞の形態異常を引き起こしており、大規模な細胞状態の変化がSPRE活性へ間接的に影響している可能性も考慮する必要があるものの、本年度の結果により、HNRNPKがSPREの機能に関わるRNA結合タンパク質であることが強く示唆された。
また、SPREが宿主のゲノム進化に与える影響を調べるため、配列解析によるSPREをもつヒト遺伝子の網羅的な同定を行った。その結果、タンパク質をコードしないスプライシングバリアントやノンコーディングRNAを含めると約80の転写物がSPREをもつことが明らかとなった。これらの結果は、SPREがこれらのヒト遺伝子の制御ネットワークに影響する可能性を示唆している。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Potentially reduced fusogenicity of syncytin‐2 in New World monkeys2023

    • 著者名/発表者名
      Shoji Hiyori、Kitao Koichi、Miyazawa Takayuki、Nakagawa So
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 13 号: 3 ページ: 459-467

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13555

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of ferret Pit1 as a receptor of feline leukemia virus subgroup B2023

    • 著者名/発表者名
      SHOJI Hiyori、TSUKASA Yuma、KITAO Koichi、MIYAZAWA Takayuki
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 85 号: 3 ページ: 326-328

    • DOI

      10.1292/jvms.22-0526

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endogenous Retroviruses and Placental Evolution, Development, and Diversity2022

    • 著者名/発表者名
      Imakawa Kazuhiko、Kusama Kazuya、Kaneko-Ishino Tomoko、Nakagawa So、Kitao Koichi、Miyazawa Takayuki、Ishino Fumitoshi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 11 号: 15 ページ: 2458-2458

    • DOI

      10.3390/cells11152458

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monotreme-specific conserved putative proteins derived from retroviral reverse transcriptase2022

    • 著者名/発表者名
      Kitao Koichi、Miyazawa Takayuki、Nakagawa So
    • 雑誌名

      Virus Evolution

      巻: 8 号: 2 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1093/ve/veac084

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An ancient retroviral RNA element hidden in mammalian genomes and its involvement in coopted retroviral gene regulation2021

    • 著者名/発表者名
      Kitao Koichi、Nakagawa So、Miyazawa Takayuki
    • 雑誌名

      Retrovirology

      巻: 18 ページ: 36-36

    • DOI

      10.1101/2021.03.02.433518

    • 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] Systematic Identification of Endogenous Retroviral Protein-Coding Genes Expressed in Canine Oral Malignant Melanoma2021

    • 著者名/発表者名
      Kitao Koichi、Sumiyoshi Aoi、Nakagawa So、Matsumoto Yuki、Mizuno Takuya、Miyazawa Takayuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Virology

      巻: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3389/fviro.2021.785678

    • 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] 内在性レトロウイルスの外適応2020

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、宮沢孝幸
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 273 ページ: 1144-1148

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Endogenous retroviruses in egg-laying mammals and the fusogenic property of an envelope protein in echidna2022

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kitao, Hiyori Shoji, Takayuki Miyazawa, So Nakagawa
    • 学会等名
      6th Uppsala Transposon Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Finding of co-opted retroviral genes from reverse transcriptase in egg-laying mammals2022

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kitao, Takayuki Miyazawa, So Nakagawa
    • 学会等名
      Cold spring harbor laboratory meeting Transposon
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 卵生哺乳類ゲノムに内在化したレトロウイルス由来のエンベロープタンパク質の細胞融合活性2022

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、庄司日和、宮沢孝幸、中川草
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Open reading frameが保存されたLINEレトロトランスポゾン座位の同定2022

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、宮沢孝幸、中川草
    • 学会等名
      第94回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 単孔類ハリモグラのゲノムにみられるレトロウイルスの活発な内在化2022

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、早川卓志、宮沢孝幸、中川草
    • 学会等名
      第24回日本進化学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 受容体配列解析によるウイルス由来遺伝子syncytinの進化モデルの検証2021

    • 著者名/発表者名
      庄司日和、北尾晃一、宮沢孝幸、中川草
    • 学会等名
      第93回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類の内在性レトロウイルスに見いだされたRNA制御配列の研究2021

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、中川草、宮沢孝幸
    • 学会等名
      第93回日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] An RNA element, SPRE, found in endogenous retroviral syncytin genes2021

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kitao, So Nakagawa, Takayuki Miyazawa
    • 学会等名
      5th Uppsala Transposon Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 進化的に保存された内在性フォーミーウイルスの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、宮沢孝幸
    • 学会等名
      第163回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ウイルス由来遺伝子syncytinに着目した古代レトロウイルス転写後制御エレメントの探索2020

    • 著者名/発表者名
      北尾晃一、中川草、宮沢孝幸
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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