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スプライソソーム構成因子の改変によるスプライシング制御法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K06093
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

米田 宏  北海道大学, 薬学研究院, 講師 (60431318)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードスプライシング / snRNA / スプライソソーム / CDK9
研究開始時の研究の概要

本研究ではスプライソソームの骨格となり、活性中心を形成するsnRNAに着目し、そこに塩基置換を導入することにより、スプライソソームの活性を調節する手法として確立することを目的とする。snRNAには配列の多様性が存在し、内在でも多数のコピーが発現していることから、低分子化合物によるスプライソソームの活性調節に比べて、その効果は限定的である一方、標的mRNAヘの相補配列を導入するなどすることで、標的特異性を付与することも可能であり、新たなスプライソソームの活性調節手法となることが期待される。

研究実績の概要

本研究ではスプライシング制御の方策として、スプライソソームの骨格であるsnRNAの機能改変に注目している。snRNAはスプライソソーム構成因子を集合させるための足場となり、5種のsnRNAそれぞれが特異的な結合タンパク質とsnRNPと呼ばれるサブユニットを形成する。snRNAはsnRNPの足場となるだけでなく、配列の相補性を利用して5種のsnRNP同士の会合や、基質となるpre-mRNA配列の認識、結合も司る。そのため、snRNAに様々な配列改変を施すことで、改変snRNAを持つスプライソソームの機能を調整できる可能性がある。また、snRNAを中心とした分子間結合ネットワークはsnRNAの塩基修飾によって相互作用の強弱が調節され、適切なスプライシングを行うための微調整を担っていると予想される。本研究では我々がこれまで低分子化合物で誘導してきたスプライソソームの基質認識の正確性低下をsnRNAの改変により達成することを目指しているが、上記の通り、snRNAに変異導入した場合、修飾の変動も結果の解釈に重要となる。そこで、snRNAの配列改変と修飾変化を同時に検出するために、ナノポアシーケンサーを用いたsnRNAの状態変化の検出法の構築を試みている。まず多量のU2 snRNAをマウス肝臓から精製し、ナノポアシーケンサーで解読した配列データを元にして、配列決定を試みた。その結果、すでに生化学的手法で同定されている修飾部位が高頻度で誤読として検出された。この誤読を修飾塩基の変動検出に利用できる可能性があり、現在検討を行っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ナノポアシーケンサーで誤読を利用した修飾変動の解析の可能性に至るまでは順調であったが、その後の計算的な手法の構築や、snRNAの修飾レベルが変化したサンプルでの解析などは手を付けられておらず、やや進捗に遅れが出ている。

今後の研究の推進方策

U2 snRNAの修飾レベルに変動が見られる生体試料の調製に取り組み、誤読頻度を修飾レベルの強度として相関を見ることが可能であるかの検証を進める。また、スプライシングに変化を起こす可能性のあるsnRNA変異体の発現系を構築し、外部から導入したsnRNAの活性レベルとその塩基修飾レベルの検討も進めたい。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a Cell-Based Assay Using a Split-Luciferase Reporter for Compound Screening2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Satoshi、Ariga Hiroyoshi、Maita Hiroshi
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 46 号: 7 ページ: 1010-1014

    • DOI

      10.1248/bpb.b23-00042

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2023-07-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Elucidation of an assembly mechanism of cytoplasmic U-bodies2023

    • 著者名/発表者名
      杉栞太朗、嶋田雄大、湯浅博晶、中川真一、米田宏
    • 学会等名
      日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Rapid separation of SMN from Coilin induce○d by small molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Saki Ohazama, Shinichi Nakagawa, Hiroshi Maita
    • 学会等名
      RNA 2023 (The 28th Annual Meeting of the RNA Society)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Winding and Tangling. An Initial Phase of Membrane-Less Organelle Formation. In: Kurokawa, R. (eds) Phase Separation in Living Cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Maita, Shinichi Nakagawa
    • 総ページ数
      21
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789819948857
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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