| 研究課題/領域番号 |
20K06541
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 浜松医科大学 |
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研究代表者 |
大畑 樹也 浜松医科大学, 医学部, 助教 (80616459)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | cis-NATs / EMT / TGFβ / Epigenetics / Program / TGF-beta / アンチセンスRNA / cisNATs |
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| 研究開始時の研究の概要 |
TGFβは腫瘍抑制作用と腫瘍促進作用の二面性を持つ増殖因子であり、その生理作用は多彩である。一方、cis-NATs とは、センス鎖と同じ領域から転写される逆方向の転写産物である。本提案では、TGFβ応答遺伝子のcis-NATs を①体系的に探索・編纂し、その②生理的機能の解明および③分子機構の解明を目標とする。本研究成果は、cis-NATs の一般性や生理機能・分子機構のみならず、TGFβ 応答反応の新機構の理解にも大きく貢献する。
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| 研究実績の概要 |
TGFβ(Transforming Growth Factor β)は腫瘍抑制作用と腫瘍促進作用の二面性を持つ増殖因子である。このためTGFβの生理作用は多彩であり、増殖抑制作用、アポトーシス誘導、EMT(Epithelial-Mesenchymal transition, 上皮間葉転換）誘導などが知られる。EMTは正常発生、傷の治癒、がんの転移などに関わることが知られる。
cis-NATs（cis-Natural Antisense Transcripts）とは、センス鎖（パートナー遺伝子）と同じ領域から転写される逆方向の転写産物である。申請者はcis-NATsのパラダイムであるTsixの分子機構について独自の研究を進めてきた。Tsixの様に、一部のcis-NATsはそのパートナーの転写をエピジェネティックにかつ恒常的に抑制する潜在能力を持つと思われる。しかしながら、数多くのcis-NATsの潜在能力は依然不明なままである。
本提案では、TGFβ応答の研究領域とcis-NATsの研究領域を融合し、TGFβ応答遺伝子のcis-NATsを①体系的に探索・編纂し、その②生理的機能解明、および③分子機構解明を目標としている。
本年度は、TGFβ応答遺伝子のcis-NATsの体系的な探索・編纂を行うために、独自のプログラムCCIVRを開発した。独自のRNA-seq dataをCCIVR解析することにより、TGFβ応答し、さらに逆相関の発現パターンを示すcis-NATs群を網羅的に同定することに成功した。さらにqRT-PCRやChIP-PCR法を組み合わせ、それらcis-NATsの中でTsixと同様の発現制御機構を持つ複数のcis-NATs pairsを同定することに成功した。この成果を論文として報告した（Ohhata T et al., Sci Rep., 2022）。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度は、cis-NATsの体系的な探索・編纂を行うための独自のプログラムCCIVRをさらに発展させたCCIVR2を開発した。CCIVR2はcis-NATsだけではなく、転写開始点付近が隣接しているセンス・アンチセンスペアであるdivergent transcription pairや、転写物終結点付近が隣接しているセンス・アンチセンスペアであるconvergent transcription pairも同定することができる(これらのペアには領域が重なっていないnon-overlapping antisense transcriptsも含む)。CCIVR2はさらに、センス遺伝子の転写開始点／転写物終結点からの指定した範囲に存在するアンチセンス遺伝子を網羅的に同定し、アンチセンスペアの種類ごとに分類することもできる。
CCIVR2を使い、divergent transcription pairおよびconvergent transcription pairの進化的な保存性や種特異的な特徴を解析した。さらに、CCIVR2を用いることで、既知の機能が知られているdivergent transcription pairが単離できることを確認した。これらの成果を論文としてまとめ投稿が完了し、現在査読中である（Suzuki M et al., under review）。これは本研究が当初の計画（TGFβ応答遺伝子のcis-NATs解析）以上に広がりを見せていることを示しており、当初の計画以上に本研究が進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
数多くのcis-NATsの潜在能力は依然不明なままである。また、divergent transcription, convergent transcriptionも、一部をのぞき、その生体内における機能については不明な点が多い。我々の開発したCCIVR（Ohhata T et al., Sci Rep., 2022）およびCCIVR2（Suzuki M et al., under review）は、は既報のRNA-seq dataから、網羅的にcis-NATs, divergent, convergent pairsを同定することができる。これを用いれば、疾患のRNA-seq dataから異常な発現変化を示すcis-NATs群や、発生・分化に関与するcis-NATs群の候補を網羅的に抽出することもできる。今後はこれらの方向性で研究の幅を広げるとともに、投稿中論文のリバイス実験を全力で取り込み、研究期間中の論文アクセプトを目指す。
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