tRNA epitranscriptome in regulating glioma therapeutic resistance

• 研究課題/領域番号: 20KK0338
• 研究種目: 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分50010:腫瘍生物学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: Rashad Sherif 東北大学, 医学系研究科, 助教 (00824088)
• 研究期間 (年度): 2020 – 2022
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
• キーワード: tRNA modifications / Glioma / Ferroptosis / mRNA translation / Codon usage / LC-MS / Bioinformatics / Mass spectrometry / tRNA / CRISPR / Chemotherapy / Epigenetics

研究開始時の研究の概要

Studying Glioma epitranscriptome is a novel field of research. Here, I will study the dynamic tRNA epitranscriptome involved in Glioma chemotherapeutic responses to evaluate tRNA dynamics that influence this process and to develop future therapies for Glioma. Glioma cell lines will be exposed to various chemotherapeutic agents and studied for changes in tRNA levels and modifications using mass spectrometry and sequencing. Moreover, CRISPR screens will be used to identify potential targets for therapy that will be explored via genetic approaches.

研究成果の概要

今回の留学では、新たに考案したLC-MSを用いたハイスループットメソッドを用いて、tRNA修飾の解析方法を学ぶことができました。この方法を用いて、tRNA修飾酵素の研究に用いた多くの系でtRNA修飾を解析しました。CRISPR KOを用いて、がん細胞におけるtRNA修飾の影響を解明し、さらにリボソームプロファイリングによりmRNA翻訳への影響を明らかにした。さらに、コドンの使い方や偏りを調べ、これらの変化とtRNA修飾のシグネチャーを関連付ける方法を学ぶことで、バイオインフォマティクスのスキルを向上させることができました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This work will open the doors for discovery of novel targets for cancer therapy that center on mRNA translation control. The first targets have been identified and currently under further studies. Using this system of analysis, novel biomarkers for various diseases can also be elucidated.

研究成果

• [国際共同研究] Massachusetts Institute of Technology,(米国) (2022)
  • 年月日: 2022-02-15
• [雑誌論文] Accumulation of m6A exhibits stronger correlation with MAPT than beta-amyloid pathology in an APP NL-GF/MAPT P301S mouse model of Alzheimer's disease (2023)
  • 著者名/発表者名: Lulu Jiang, Rebecca Roberts, Melissa Wong, Lushuang Zhang, Chelsea Joy Webber, Alper Kilci, Matthew Jenkins, Sherif Rashad, Jingjing Sun, Peter Dedon, Sarah Anne Daley, Weiming Xia, Alejandro Rondon Ortiz, Luke Dorrian, Takaomi C Sado, Takashi Saido, Benjamin Wolozin
  • 雑誌名: Biorxiv preprint 巻: - ページ: 111-112
  • DOI: 10.1101/2023.03.28.534515
  • 国際共著
• [雑誌論文] Codon Usage and mRNA Stability are Translational Determinants of Cellular Response to Canonical Ferroptosis Inducers (2022)
  • 著者名/発表者名: Rashad Sherif、Byrne Shane R、Saigusa Daisuke、Xiang Jingdong、Zhou Yuan、Zhang Liyin、Begley Thomas J、Tominaga Teiji、Niizuma Kuniyasu
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 501 ページ: 103-130
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2022.08.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The cell and stress‐specific canonical and noncanonical tRNA cleavage (2021)
  • 著者名/発表者名: Sherif Rashad, Teiji Tominaga, Kuniyasu Niizuma
  • 雑誌名: Journal of Cellular Physiology 巻: 236 号: 5 ページ: 3710-3724
  • DOI: 10.1002/jcp.30107
• [雑誌論文] Mature Neurons’ sensitivity to oxidative stress is epigenetically programmed by alternative splicing and mRNA stability (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuan Zhou, Sherif Rashad, Teiji Tominaga, Kuniyasu Niizuma
  • 雑誌名: Biorxiv preprint 巻: 00 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1101/2021.12.25.472549
• [雑誌論文] Epigenetic regulation of translation repression in ferroptosis, and a role of Alternative splicing and tRNA methylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Sherif Rashad, Daisuke Saigusa, Yuan Zhou, Liyin Zhang, Teiji Tominaga, Kuniyasu Niizuma
  • 雑誌名: Biorxiv preprint 巻: 00 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1101/2021.11.10.468143
• [学会発表] Neuronal sensitivity to oxidative stress is epitranscriptionally programmed (2022)
  • 著者名/発表者名: Sherif Rashad, Yuan Zhou, Kuniyasu Niizuma
  • 学会等名: The Society for Redox Biology and Medicine's 29th Annual Conference (SfRBM 2022)
  • 国際学会
• [学会発表] Codon usage and mRNA stability are translational determinants of cellular response to canonical ferroptosis inducers (2022)
  • 著者名/発表者名: Sherif Rashad
  • 学会等名: The Society for Redox Biology and Medicine's 29th Annual Conference (SfRBM 2022)
  • 国際学会