ＲＮＡ監視機構による遺伝子発現制御

• 研究課題/領域番号: 23687025
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 山下 暁朗 横浜市立大学, 医学部, 講師 (20405020)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2013年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2012年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2011年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: NMD / mRNA分解 / mRNA代謝 / 翻訳終結 / 遺伝性疾患 / 翻訳

研究成果の概要

本研究により、ナンセンス変異を有するmRNAからの異常タンパク質の発現を防ぐmRNA監視機構-NMD(Nonsense-mediated mRNA decay)の分子機構の詳細明らかとした。さらに、NMD制御因子のうち、SMG-8の活性阻害は細胞毒性を示さないことを示し、NMD阻害による遺伝性疾患治療が現実的であることを明らかとした。また、NMDの生理的基質のうちATF4について、その発現調節がmRNA量よりも翻訳調節による寄与が大きいことを示した。これらの成果により、NMDによる遺伝子発現制御の実態解明を進めることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] aPKCλ maintains the integrity of the glomerular slit diaphragm through trafficking of nephrin to the cell surface. (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoh D, Hirose T, Harita Y, Daimon C, Harada T, Kurihara H, Yamashita A, Ohno S.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: 156(2) 号: 2 ページ: 115-28
  • DOI: 10.1093/jb/mvu022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structures of SMG1-UPFs complexes: SMG1 contributes to regulate UPF2-dependent activation of UPF1 in NMD. (2014)
  • 著者名/発表者名: Melero R, Uchiyama A, Castaño R, Kataoka N, Kurosawa H, Ohno S, Yamashita A, Llorca O.
  • 雑誌名: Structure. 巻: 22(8) 号: 8 ページ: 1105-19
  • DOI: 10.1016/j.str.2014.05.015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel phosphorylation-independent interaction between SMG6 and UPF1 is essential for human NMD. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nicholson P, Josi C, Kurosawa H, Yamashita A, Mühlemann O.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 42(14) 号: 14 ページ: 9217-35
  • DOI: 10.1093/nar/gku645
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A hemizygous GYG2 mutation and Leigh syndrome: a possible link? (2014)
  • 著者名/発表者名: Imagawa E, Osaka H, Yamashita A, Shiina M, Takahashi E, Sugie H, Nakashima M, Tsurusaki Y, Saitsu H, Ogata K, Matsumoto N, Miyake N.
  • 雑誌名: Hum Genet. 巻: 133(2 号: 2 ページ: 225-34
  • DOI: 10.1007/s00439-013-1372-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Angiotensin receptor-binding protein ATRAP/Agtrap inhibits metabolic dysfunction with visceral obesity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda A, Tamura K, Wakui H, Dejima T, Ohsawa M, Azushima K, Kanaoka T, Uneda K, Matsuda M, Yamashita A, Miyazaki N, Yatsu K, Hirawa N, Toya Y, Umemura S.
  • 雑誌名: J Am Heart Assoc. 巻: 2(4) 号: 4
  • DOI: 10.1161/jaha.113.000312
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Endoplasmic reticulum stress preconditioning attenuates methylmercury-induced cellular damage by inducing favorable stress responses. (2013)
  • 著者名/発表者名: Usuki F, Fujimura M, Yamashita A
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 3 号: 1 ページ: 2346-2346
  • DOI: 10.1038/srep02346
  • 査読あり
• [雑誌論文] An epigenetic switch is crucial for spermatogonia to exit the undifferentiated state toward a Kit-positive identity (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirakawa, T., Yaman-Deveci, R., Tomizawa, S., Kamizato, Y., Nakajima, K., Sone, H., Sato, Y., Sharif, J., Yamashita, A., Takada-Horisawa, Y., Yoshida, S., Ura, K., Muto, M., Koseki, H., Suda, T., and Ohbo, K.
  • 雑誌名: Development 巻: 140 号: 17 ページ: 3565-3576
  • DOI: 10.1242/dev.094045
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Inhibition of SMG-8, a subunit of SMG-1 kinase, ameliorates nonsense-mediated mRNA decay-exacerbated mutant phenotypes without cytotoxicity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Usuki F, Yamashita A, Shiraishi T, Shiga A, Onodera O, Higuchi I, Ohno S
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 110 号: 37 ページ: 15037-42
  • DOI: 10.1073/pnas.1300654110
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The novel PAR-1-binding protein MTCL1 has crucial roles in organizing microtubules in polarizing epithelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Akitsu M, Amano Y, Yamashita K, Ide M, Shimada K, Yamashita A, Hirano H, Arakawa N, Maki T, Hayashi I, Ohno S, Suzuki A.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 126(Pt 20) ページ: 4671-83
  • DOI: 10.1242/jcs.127845
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bofu-tsu-shosan, an oriental herbal medicine, exerts a combinatorial favorable metabolic modulation including antihypertensive effect on a mouse model of human metabolic disorders with visceral obesity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Azushima K, Tamura K, Wakui H, Maeda A, Ohsawa M, Uneda K, Kobayashi R, Kanaoka T, Dejima T, Fujikawa T, Yamashita A, Toya Y, Umemura S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8(10) 号: 10 ページ: e75560-e75560
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0075560
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Activation of angiotensin II type 1 receptor-associated protein exerts an inhibitory effect on vascular hypertrophy and oxidative stress in angiotensin II-mediated hypertension. (2013)
  • 著者名/発表者名: Wakui H, Dejima T, Tamura K, Uneda K, Azuma K, Maeda A, Ohsawa M, Kanaoka T, Azushima K, Kobayashi R, Matsuda M, Yamashita A, Umemura S.
  • 雑誌名: Cardiovasc Res. 巻: 100(3) 号: 3 ページ: 511-9
  • DOI: 10.1093/cvr/cvt225
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nonsense-mediated mRNA decay - Mechanisms of substrate mRNA recognition and degradation in mammalian cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Schweingruber, C.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: Epub ahead of print 号: 6-7 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.bbagrm.2013.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of SMG-1-mediated Upf1 phosphorylation in mammalian nonsense-mediated mRNA decay. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 18(3) 号: 3 ページ: 161-75
  • DOI: 10.1111/gtc.12033
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Physiology and Pathophysiology of a Novel Angiotensin Receptor-binding Protein ATRAP/Agtrap. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K.
  • 雑誌名: Curr Pharm Des. 巻: 19 ページ: 3043-3048
• [雑誌論文] Analysis of interferon-beta mRNA stability control after poly(I:C) stimulation using RNA metabolic labeling by ethynyluridine. (2012)
  • 著者名/発表者名: Abe K, Ishigami T, Shyu A. B, Ohno S, Umemura S, Yamashita A
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 428(1) 号: 1 ページ: 44-49
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.09.144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat shock protein 90 regulates phosphatidylinositol 3-kinase-related protein kinase family proteins together with the RUVBL1/2 and Tel2-containing co-factor complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Izumi N, Yamashita A, Hirano H, Ohno S
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 103 号: 1 ページ: 50-57
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2011.02112.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] N- and C-terminal Upf1 phosphorylations create binding platforms for SMG-6 and SMG-5:SMG-7 during NMD (2012)
  • 著者名/発表者名: Okada-Katsuhata Y, Yamashita A, Kutsuzawa K, Izumi N, Hirahara F, Ohno S
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 40 号: 3 ページ: 1251-1266
  • DOI: 10.1093/nar/gkr791
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated regulation of PIKK-mediated stress responses by AAA+ proteins RUVBL1 and RUVBL2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Izumi N, Yamashita A and Ohno S
  • 雑誌名: Nucleus 巻: 3 号: 1 ページ: 29-43
  • DOI: 10.4161/nucl.18926
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel role for hSMG-1 in stress granule formation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Brown JA. et al.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 31 号: 22 ページ: 4417-4429
  • DOI: 10.1128/mcb.05987-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in POLR3A and POLR3B encoding RNA Polymerase III subunits cause an autosomal-recessive hypomyelinating leukoencephalopathy. (2011)
  • 著者名/発表者名: Saitsu H. et al.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet. 巻: 89 号: 5 ページ: 644-651
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2011.10.003
  • 査読あり
• [学会発表] RNA品質管理機構を介した遺伝子発現制御. (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下 暁朗
  • 学会等名: 野本明男先生追悼記念シンポジウム
  • 発表場所: ラフォーレ修善寺(静岡県伊東市)
  • 年月日: 2015-01-11
• [学会発表] 異常終止コドン依存的mRNA分解機構におけるSMG-1とUPF1の活性制御機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下 暁朗, 内山 晃子, 黒澤 瞳, 中村 良恵, 青柳 杏子, 片岡 直行, 大野 茂男
  • 学会等名: 第37回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] mRNA監視機構分子機構解析とその応用. (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下 暁朗
  • 学会等名: 「RNAと生体機能」第3回懇話会
  • 発表場所: ラフォーレ伊藤(静岡県伊東市)
  • 年月日: 2014-10-26
• [学会発表] p50 stabilizes the cell surface E-cadherin and regulates development and maturation of tight Junctions through the PAR complex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujikawa Y, Harita Y, Hirose T, Yamashita A, Sasaki K, Hirano H, Ohno S
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2013-12-05
• [学会発表] Formation of mRNA surveillance complex during aberrant termination recognition. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashtia A, Uchiyama A, Kataoka N, Kurosawa H, Nakamura Y, Ohno S
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2013-12-04
• [学会発表] An efficient affinity purification method for interaction proteomics in mammalian cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Kurosawa H, Hirano H, Ohno S
  • 学会等名: HUPO 12th Annual World Congress
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] 動物細胞におけるmRNA監視機構の分子機構の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] The role of SMG-1 in nonsense-mediated mRNA decay (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A
  • 学会等名: RNA Asia Studies
  • 発表場所: Fullon Hot Spring Kesort at Tamsui (Taiwan)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] The SMG-1 mediated N- and C-terminal phosphorylation of Upf1 create binding platform of SMG-6 and the SMG5:SMG-7 complex during nonsense-mediated mRNA decay (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Okada-Katsuhata Y, Kutsuzawa K, Izumi N, Hirahara F, Ohno S
  • 学会等名: 第16回国際RNA学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館(京都府)
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] PIKKファミリーキナーゼSMG-1の活性制御とmRNA監視機構
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
• [学会発表] Transcriptional Timing Determines the Stability of Interferon-beta (IFN-β) mRNA
  • 著者名/発表者名: 安部開人
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
• [学会発表] mRNA surveillance approaches clinic.
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 学会等名: 第14回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 川内萩ホール（宮城県）
• [学会発表] mRNA surveillance approaches clinic.
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 学会等名: 第12回蛋白質科学学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県）
  • 招待講演
• [学会発表] Translation timings determine the density of interferon-beta mRNA stability
  • 著者名/発表者名: 安部開人
  • 学会等名: The 22nd CDB meeting -RNA
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生科学総合研究センター（兵庫県）
• [学会発表] Specific inhibition of SMG-8 rescues effectively the mutant phenotypes exacerbated by nonsensemediated mRNA decay.
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A.
  • 学会等名: RNA and Biofunctions Meeting
  • 発表場所: ホテルレオパレス博多（福岡県）
• [学会発表] Specific inhibition of SMG-8 rescues effectively the mutant phenotypes exacerbated by nonsensemediated mRNA decay.
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A.
  • 学会等名: CSHL meeting 2012 transnational control
  • 発表場所: Cold Spring Harbor, USA
• [図書] 実験医学 vol.30 No.9 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: mRNA品質管理機構の最新理解と新たな標的治療の可能性
• [図書] 横浜医学2012年1月63巻1号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 総ページ数: 16
  • 出版者: 横浜市立大学医学会
• [図書] 臨床検査2011年9月55巻9号 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医学書院
• [備考] 大野研究室 分子細胞生物学 Cell Signaling
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~ohnos/Japanease/indexJ.html
• [備考]
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~ohnos/Japanease/indexJ.html