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核内RNA顆粒の構造構築機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06493
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
研究機関立命館大学

研究代表者

萬年 太郎  立命館大学, 生命科学部, 助教 (50535763)

研究分担者 八谷 如美  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部バイオ応用技術グループ, 主任研究員 (30408075)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード液液相分離 / 核内RNA顆粒 / がん / プロテオミクス / 核内構造体 / 液-液相分離 / ncRNA / RNA結合タンパク質 / 近接依存性標識法 / ガン細胞 / 質量分析 / ダイセクション / 相分離 / レーザーマイクロダイセクション
研究開始時の研究の概要

本研究ではガン細胞で形成される核内RNA顆粒の新規構成因子やRNAを同定し、構造体形成における役割を明らかにすることで、ガン細胞における核内RNA顆粒の生理機構の解明をおこなう。核内RNA顆粒を含む細胞内凝集体の解析においては、溶解により凝集体が崩壊する場合や夾雑物の混入が生じてくるため凝集体の真の情報が得られないことがある。
本研究では、①構造体が不溶性核画分に存在する性質を利用した構造体の精製・濃縮および②改良型レーザーマイクロダイセクションシステムを利用した構造体の回収をおこなうことにより問題点を解決する。

研究成果の概要

我々は、RNase感受性を示すDBC1核内構造体の新規構成因子の探索のため免疫沈降-MS解析をおこない、HNRNPLとHNRNPKを同定した。また、DNB構成因子のsiRNAにより、DBC1とHNRNPLがDNBの形成に必須であることを明らかにした。さらにHNRNPLがDNBの形成にどのように関与しているのか解析した結果、HNRNPLのRNA結合ドメインと天然変性領域が細胞内でのDNB形成とin vitroでの液滴形成に関与していることが明らかになった。このことから、DNB形成にはHNRNPLとRNAやタンパク質との多価相互作用による相分離の誘導が必要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、膜を持たない細胞内構造体が液-液相分離という現象よって形成されていることが明らかになってきた。最近では、この現象がクロマチン形成や転写活性化機構に関与すること、さらには天然変性領域のアミノ酸変異による相分離異常が神経変性疾患と関連していることも明らかになってきている。本研究では、膜を持たない細胞内構造体の中でも、がん細胞でRNAを骨格に形成される2つの核内構造体Sam68 nuclear body (SNB)とDBC1 nuclear body (DNB)の構成因子や骨格となるRNAの同定をおこない、構造体の形成機構を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Distinct RNA polymerase transcripts direct the assembly of phase-separated DBC1 nuclear bodies in different cell lines2021

    • 著者名/発表者名
      Mannen Taro、Goto Masato、Yoshizawa Takuya、Yamashita Akio、Hirose Tetsuro、Hayano Toshiya
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 32 号: 21

    • DOI

      10.1091/mbc.e21-02-0081

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] C9orf72-derived arginine-rich poly-dipeptides impede phase modifiers2021

    • 著者名/発表者名
      Nanaura Hitoki、Aiba Yuichiro、Nakanishi Mari、Shiota Tomo、Hibino Masaki、Kikuchi Sotaro、Nagata Riko、Morikawa Naritaka、Iguchi Naohiko、Kiriyama Takao、Nagamori Shushi、Sugie Kazuma、Saio Tomohide、Yoshizawa Takuya、Mori Eiichiro et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5301-5301

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25560-0

    • 関連する報告書
      2021 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] ArcRNAs and the formation of nuclear bodies.2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Nakagawa, Tomohiro Yamazaki, Taro Mannen, Tetsuro Hirose
    • 雑誌名

      Mammalian Genome

      巻: - 号: 2 ページ: 382-401

    • DOI

      10.1007/s00335-021-09881-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Characterization of phase-separated DBC1 nuclear body using the proximity labelling approach2022

    • 著者名/発表者名
      萬年 太郎、山下 暁朗、廣瀬 哲郎、早野 俊哉
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Sam68 nuclear body built around RNA in HeLa cells2022

    • 著者名/発表者名
      友近 愛、後藤 雅人、萬年 太郎、山下 暁朗、廣瀬 哲郎、早野 俊哉
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of the abnormal cross β polymer formed by ALS-linked FUS mutants2022

    • 著者名/発表者名
      柳森 美貴、萬年 太郎、吉澤 拓也、山下 暁朗、早野 俊哉
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] HeLa細胞においてRNAによって形成されるSam68核内構造体の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      友近 愛、後藤 雅人、萬年 太郎、山下 暁朗、廣瀬 哲郎、早野 俊哉
    • 学会等名
      第95回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 近接依存性標識法を用いた相分離様DBC1核内構造体の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      萬年 太郎、山下 暁朗、廣瀬 哲郎、早野 俊哉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 質量分析を用いたSam68核内構造体の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      友近 愛、後藤 雅人、萬年 太郎、山下 暁朗、廣瀬 哲郎、早野 俊哉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ALS型FUS変異体における異常クロスβポリマー形成機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      柳森 美貴、萬年 太郎、吉澤 拓也、山下 暁朗、早野 俊哉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Distinct RNA polymerase transcripts direct the assembly of phase-separated DBC1 nuclear bodies in different cell lines2021

    • 著者名/発表者名
      Taro Mannen, Masato Goto, Takuya Yoshizawa, Akio Yamashita, Tetsuro Hirose, Toshiya Hayano
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 相分離を介して形成されるDBC1核内RNA顆粒の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      Taro Mannen, Masato Goto, Takuya Yoshizawa, Akio Yamashita, Tetsuro Hirose, and Toshiya Hayano
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] HNRNPDのアイソフォームを用いたSam68核内構造体の新規構成因子の探索2021

    • 著者名/発表者名
      友近愛、萬年太郎、山下暁朗、廣瀬哲朗 、早野俊哉
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] がん細胞で形成されるSam68核内構造体の構成因子の探索2021

    • 著者名/発表者名
      後藤雅人、柳森美貴、早田美帆、寧韻詩 、萬年太郎、山下暁朗、廣瀬哲郎、早野俊哉
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞種により異なるRNAポリメラーゼ転写産物が相分離を介してDBC1核内構造体を形成する2021

    • 著者名/発表者名
      萬年 太郎、後藤 雅人、吉澤 拓也、山 下暁朗、廣瀬 哲郎、早野 俊哉
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of DBC1 nuclear bodies built around RNAs in cancer cell line2020

    • 著者名/発表者名
      Taro Mannen, Akio Yamashita, Tetsuro Hirose, Toshiya Hayano
    • 学会等名
      日本放射線影響学会 第63回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] がん細胞で形成されるSam68核内構造体の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      後藤雅人、友近愛、早田美帆、寧韻詩、萬年太郎、山下 暁朗、廣瀬 哲郎、早野俊哉
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 相分離生物学の全貌(現代化学増刊46)、執筆箇所:71.質量分析装置LC-MS/MS2020

    • 著者名/発表者名
      白木 賢太郎 編、一部執筆:萬年太郎
    • 総ページ数
      416
    • 出版者
      東京化学同人
    • ISBN
      9784807913466
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 立命館大学生命科学部プロテオミクス研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/lifescience/bm/hayano/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 立命館大学 生命科学部 プロテオミクス研究室

    • URL

      http://www.ritsumei.ac.jp/lifescience/bm/hayano/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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