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未知のスプライシング完了機構をmRNA再スプライシング抑制因子から解明する

研究課題

研究課題/領域番号 21K06024
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
研究機関藤田医科大学

研究代表者

前田 明  藤田医科大学, がん医療研究センター, 客員教授 (50212204)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード遺伝子発現制御 / スプライシング / 癌 / TSG101 / mRNA再スプライシング / エクソン接合部複合体(EJC) / mRNA品質管理 / スプライシング完了機構 / mRNA前駆体スプライシング / エキシトロン / EJC
研究開始時の研究の概要

数多くのイントロンに分断されたエクソンを正しく認識しエクソン同士を正確に結合させるスプライシングは、mRNAが蛋白質合成の鋳型であるが故に、遺伝子発現での必須過程である。ところが、スプライシングの精度を上げている仕組みは未だに不詳である。スプライシングが完了した成熟mRNAが、通常はなぜ再びスプライシングされないのか? という素朴な疑問に対し、まだ満足な答えがない
スプライシングが完了すると、成熟mRNA上にEJCが形成されることが知られるが、私たちはEJCが再スプライシングを抑制する事実を発見した。EJCがスプライシング完了のシグナルとなっている、という仮説を証明し、未知のスプライシング完了機構を解明したい。

研究成果の概要

癌細胞で起こるmRNA再スプライシング現象をモデルにして、未知のmRNA前駆体のスプライシング完了機構を解明した。スプライシング後のmRNAに特異的に結合するエクソン接合部複合体(EJC)が、成熟mRNAの再スプライシングを抑制している事実を明らかにした。実際に、EJCの中核因子の発現を正常細胞で抑制すると、正常細胞で本来起こらないmRNA再スプライシングが誘導できる。
成熟mRNAは、EJCが多くのRNA結合蛋白質の結合を誘導し、密集構造をもつmRNA蛋白質複合体(mRNP)を形成するが、EJCが結合しないと密集構造をとれなくなり、スプライシング複合体の再形成を許してしまう、と考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

蛋白質の設計図であるmRNAを作るためのスプライシングが正確でないと、目的の蛋白質を作れず、しばしばがんや重い病気の原因となる。正常細胞において、一旦スプライシングが完了したmRNAを再びスプライシングさせない機構は、未知のmRNA品質管理システムの根幹となっている。
その鍵を握る因子、すなわちmRNA再スプライシング抑制因子としてエクソン接合部複合体(EJC)を同定した。EJC結合が正常なスプライシング完了のシグナルとなっていることが明らかになった。この研究成果により、転写物全体(トランスクリプトーム)の正常化を維持するために、EJCが重要な役割を果たしていることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ウイーン天然資源大学/応用遺伝学・細胞生物学科(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Bavarian NMR Center/Technical University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University Hospital(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structural differences between the closely related RNA helicases, UAP56 and URH49, fashion distinct functional apo-complexes.2024

    • 著者名/発表者名
      K-I. Fujita, M. Ito, M. Irie, K. Harada, N. Fujiwara, Y. Ikeda, H. Yoshioka, T. Yamazaki, M. Kojima, B. Mikami, A. Mayeda, S. Masuda
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 455-455

    • DOI

      10.1038/s41467-023-44217-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Terminal regions of UAP56 and URH49 are required for their distinct complex formation functioning to an essential role in mRNA processing and export.2024

    • 著者名/発表者名
      K-I. Fujita, T. Yamazaki, A. Mayeda, S. Masuda
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 703 ページ: 149682-149682

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2024.149682

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RBM17 expression Is associated with the efficacy of ICI monotherapy in NSCLC with low PD-L1 expression.2023

    • 著者名/発表者名
      H. Nagamine, M. Yashiro, N. Yoshimoto, M. Izumi, A. Sugimoto, K. Nakahama, K. Ogawa, Y. Matsumoto, K. Sawa, Y. Tani, H. Kaneda, S. Mitsuoka, K. Yamada, T. Watanabe, K. Aasai, K. Fukumura, A. Mayeda, T. Kawaguchi
    • 雑誌名

      Anticancer Research

      巻: 43 号: 10 ページ: 4663-4672

    • DOI

      10.21873/anticanres.16662

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SAP30BP interacts with RBM17/SPF45 to promote splicing in a subset of human short introns2023

    • 著者名/発表者名
      Fukumura Kazuhiro、Sperotto Luca、Seu? Stefanie、Kang Hyun-Seo、Yoshimoto Rei、Sattler Michael、Mayeda Akila
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 12 ページ: 113534-113534

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.113534

    • 関連する報告書
      2023 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] Epstein-Barr virus enhances cancer-specific aberrant splicing.2022

    • 著者名/発表者名
      H.H. Chua, T. Kameyama, A. Mayeda, T.H. Yeh
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 23 号: 5 ページ: 2516-2516

    • DOI

      10.3390/ijms23052516

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 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] SAP30BP interacts with SPF45/RBM17 to promote splicing in a distinct subset of human short introns.2022

    • 著者名/発表者名
      K. Fukumura, L. Sperotto, H-S. Kang, S. Seuss, R. Yoshimoto, M. Sattler, A. Mayeda
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: 2022 ページ: 522300-522300

    • DOI

      10.1101/2022.12.30.522300

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 「イントロンの長さ」の不可思議に端を発する新しいスプライシング機構の発見.2022

    • 著者名/発表者名
      福村 和宏, 前田 明
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 94 ページ: 806-813

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The exon junction complex core represses cancer-specific mature mRNA re-splicing: A potential key role in terminating splicing.2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Otani, K.-i. Fujita, T. Kameyama, A. Mayeda
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 22 号: 12 ページ: 6519-6519

    • DOI

      10.3390/ijms22126519

    • 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] SPF45/RBM17-dependent, but not U2AF-dependent, splicing in a distinct subset of human short introns2021

    • 著者名/発表者名
      Fukumura Kazuhiro、Yoshimoto Rei、Sperotto Luca、Kang Hyun-Seo、Hirose Tetsuro、Inoue Kunio、Sattler Michael、Mayeda Akila
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-021-24879-y

    • 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] スプライシングと抗がん剤耐性.2021

    • 著者名/発表者名
      福村 和宏, 前田 明
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 53 ページ: 900-901

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] SPF45/RBM17-dependent splicing implicated in multidrug resistance in cancer chemotherapy.2021

    • 著者名/発表者名
      K. Fukumura, J.P. Venables, A. Mayeda
    • 雑誌名

      Mol. Cell. Oncol.

      巻: 8 号: 6 ページ: 1996318-1996318

    • DOI

      10.1080/23723556.2021.1996318

    • 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] Biosynthesis of Circular RNA ciRS-7/CDR1as Is Mediated by Mammalian-wide Interspersed Repeats2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto Rei、Rahimi Karim、Hansen Thomas B.、Kjems J?rgen、Mayeda Akila
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 7 ページ: 101345-101345

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101345

    • 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
  • [学会発表] RNPS1 in PSAP complex controls periodic pre-mRNA splicing over the cell cycle.2024

    • 著者名/発表者名
      K. Fukumura, A. Masuda, J.-i. Takeda, K. Ohno, A. Mayeda
    • 学会等名
      The 29th Annual Meeting of the RNA Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identified RBM17 (SPF45)-SAP30BP interaction promotes non-canonical splicing in a subset of human short introns.2023

    • 著者名/発表者名
      K. Fukumura, L. Sperotto, Stefanie Seuss, H-S. Kang, R. Yoshimoto, M. Sattler, A. Mayeda
    • 学会等名
      The 28th Annual Meeting of the RNA Society
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Splicing in a subset of human short introns is promoted by SAP30BP-RBM17 but not by canonical U2AF2-UFAF1.2023

    • 著者名/発表者名
      K. Fukumura, L. Sperotto, S. Seuss, H.-S. Kang, R. Yoshimoto, M. Sattler, A. Mayeda
    • 学会等名
      The 24th Annual Meeting of the RNA Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] EJC core-triggered compacted mRNP structure represses cancer-specific splicing in exitron.2023

    • 著者名/発表者名
      K.-I. Fujita, Y. Otani, T. Kameyama, P. Venhuizen, M. Kalyna, A. Mayeda
    • 学会等名
      Eukaryotic mRNA Processing Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エクソン接合部複合体(EJC)から形成されるmRNP密集構造はエキシトロン(エクソン内イントロン)で起こる異常スプライシングを抑制している.2023

    • 著者名/発表者名
      藤田 賢一, 大谷勇太, 亀山俊樹, P. Venhuizen, M. Kalyna, 前田 明
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] SAP30BP-RBM17 interaction is an essential process to splice out a subset of human short introns.2023

    • 著者名/発表者名
      福村和宏, L. Sperotto, S. Seuss, H.-S. Kang, 芳本玲, M. Sattler, 前田 明
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 45 years of splicing, 40 years of my studies, leading to the recent discovery of new splicing.2022

    • 著者名/発表者名
      A. Mayeda
    • 学会等名
      Tokyo RNA Club:The 31st Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel pre-mRNA splicing mechanism with RBM17 (SPF45)-SAP30BP complex for a subset of human short introns.2022

    • 著者名/発表者名
      K. Fukumura, L. Sperotto, H-S. Kang, Stefanie Seuss, R. Yoshimoto, M. Sattler, A. Mayeda
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference: RNA Biology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The exon junction complex core represses cancer-specific mature mRNA re-splicing: A potential key role in terminating splicing.2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohtani, T. Kameyama, A. Mayeda
    • 学会等名
      The 26th Annual Meeting of the RNA Society (online meeting).
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] スプライシング制御① mRNA転写・プロセシング・核外輸送・品質管理における相互連携の重要性: mRNAの制御機構の解明と治療薬・ワクチンへの活用2023

    • 著者名/発表者名
      藤田 賢一, 堀 史人, , 鵜飼 生望, 前田 明, 増田 誠司
    • 総ページ数
      411
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861049378
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 研究室のホームページ

    • URL

      http://www.fujita-hu.ac.jp/~mayeda/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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