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RNAモドミクスを基軸とする新規核酸生理学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 23K21370
補助金の研究課題番号 21H02659 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関東北大学

研究代表者

魏 范研  東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (90555773)

研究分担者 小川 亜希子  東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00868565)
松田 盛  東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (00884272)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードRNA修飾 / 液性因子 / 受容体 / 修飾ヌクレオシド / GPCR / RNA / 核酸代謝 / 免疫応答
研究開始時の研究の概要

本申請者は、多彩な生体高次機能を調節しうる新しいカテゴリーの液性因子群を発見した。この液性因子群は多様な化学修飾を含むRNA塩基(修飾ヌクレオシド)で構成されており、刺激に応じて分泌が亢進し、特定の受容体を活性化し免疫応答を惹起するといった生理活性を有するものを見いだしつつある。本研究は、メチルアデノシン(m6A)に焦点を絞り、分子生理学や構造生物学など様々な角度からm6Aの生理機能の全貌解明に注力するとともに、機能未解明な修飾ヌクレオシドについては、受容体の同定や生理活性の解析を加速する。これらの研究を通して、修飾ヌクレオシドを基軸とする「新核酸生理学」の開拓と確立を目指す。

研究成果の概要

本研究では、多様な修飾ヌクレオシドがRNA分解後に積極的に細胞外へ分泌され、ENT1/ENT2を介して輸送されること、また代表的修飾であるm6AがアデノシンA3受容体を強力に活性化し免疫応答を調節することを明らかにした。さらに、クライオ電顕構造解析や機能解析により、m6Aの特異的な結合様式や作用機序を解明した。これらの成果は、修飾ヌクレオシドが新規液性メディエーターとして生理・病態に関与することを示すものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

RNA修飾ヌクレオシドが細胞外で液性メディエーターとして機能し、受容体を介して免疫応答や炎症制御に関与することを示した本研究は、RNA修飾の生理的意義に新たな視点を与える。これにより、従来細胞内機能に限定されていたRNA修飾研究の枠組みが、細胞間情報伝達や生体恒常性維持の理解へと拡大した。加えて、修飾ヌクレオシドやその受容体の解明は、自己免疫疾患やアレルギー疾患の新規バイオマーカーや創薬標的の発見につながる社会的意義を持つ。

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2025 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 6件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 15件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 8件、 招待講演 15件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Yale University(米国)

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural insights into the agonist selectivity of the adenosine A3 receptor2024

    • 著者名/発表者名
      Oshima Hidetaka S.、Ogawa Akiko、Sano Fumiya K.、Akasaka Hiroaki、Kawakami Tomoyoshi、Iwama Aika、Okamoto Hiroyuki H.、Nagiri Chisae、Wei Fan-Yan、Shihoya Wataru、Nureki Osamu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 9294-9294

    • DOI

      10.1038/s41467-024-53473-1

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pathological mutations promote proteolysis of mitochondrial tRNA-specific 2-thiouridylase 1 (MTU1) via mitochondrial caseinolytic peptidase (CLPP)2023

    • 著者名/発表者名
      Ahmad Raja Norazireen?Raja、Zhang Long-Teng、Morita Rikuri、Tani Haruna、Wu Yong、Chujo Takeshi、Ogawa Akiko、Harada Ryuhei、Shigeta Yasuteru、Tomizawa Kazuhito、Wei Fan-Yan
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 52 号: 3 ページ: 1341-1358

    • DOI

      10.1093/nar/gkad1197

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Steep increase in the number of transthyretin-positive cardiac biopsy cases in Japan: evidence obtained by the nation-wide pathology consultation for the typing diagnosis of amyloidosis2023

    • 著者名/発表者名
      Naiki H, Yamaguchi A, Sekijima Y, Ueda M, Ohashi K, Hatakeyama K, Ikeda Y, Hoshii Y, Shintani-Domoto Y, Miyagawa-Hayashino A, Tsujikawa H, Endo J, Arai T, Ando Y.
    • 雑誌名

      Amyloid

      巻: 30 号: 1 ページ: 321-326

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04680-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epitranscriptomics in metabolic disease.2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Y, Wei FY, Sakai J.
    • 雑誌名

      Nat Metab

      巻: 5(3) 号: 3 ページ: 370-384

    • DOI

      10.1038/s42255-023-00764-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] Mitochondrial alterations in the cochlea of <i>Cdk5rap1</i>‐knockout mice with age‐related hearing loss2023

    • 著者名/発表者名
      Miwa Toru、Katsuno Tatsuya、Wei Fan‐Yan、Tomizawa Kazuhito
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 13 号: 7 ページ: 1365-1374

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13655

    • 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] Supersulphides provide airway protection in viral and chronic lung diseases2023

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga Tetsuro、Sano Hirohito、Takita Katsuya、Morita Masanobu、Yamanaka Shun、Ichikawa Tomohiro、Numakura Tadahisa、Ida Tomoaki、Jung Minkyung、Ogata Seiryo、Yoon Sunghyeon、Fujino Naoya、Kyogoku Yorihiko、Akaike Takaaki、et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 4476-4476

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40182-4

    • 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] Supersulfide biology and translational medicine for disease control2023

    • 著者名/発表者名
      Barayeu Uladzimir、Sawa Tomohiro、Nishida Motohiro、Wei Fan-Yan、Motohashi Hozumi、Akaike Takaaki
    • 雑誌名

      British Journal of Pharmacology

      巻: - 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1111/bph.16271

    • 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] Extracellular N6-isopentenyladenosine (i6A) addition induces co-transcriptional i6A incorporation into ribosomal RNAs.2022

    • 著者名/発表者名
      Yakita M, Chujo T, Wei FY, Hirayama M, Kato K, Takahashi N, Naganuma K, Nagata M, Kawahara K, Nakayama H, Tomizawa K.
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 28 号: 7 ページ: 1013-1027

    • DOI

      10.1261/rna.079176.122

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Movements of Ancient Human Endogenous Retroviruses Detected in SOX2-Expressing Cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuaki Monde, Yorifumi Satou, Mizuki Goto, Yoshikazu Uchiyama, Jumpei Ito, Taku Kaitsuka, Hiromi Terasawa, Nami Monde, Shinya Yamaga, Tomoya Matsusako, Fan-Yan Wei, Ituro Inoue, Kazuhito Tomizawa, Akira Ono, Takumi Era, Tomohiro Sawa, Yosuke Maeda
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: NA 号: 9

    • DOI

      10.1128/jvi.00356-22

    • 関連する報告書
      2022 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] Aberrant RNA processing contributes to the pathogenesis of mitochondrial diseases in trans-mitochondrial mouse model carrying mitochondrial tRNALeu(UUR) with a pathogenic A2748G mutation2022

    • 著者名/発表者名
      Tani Haruna、Ishikawa Kaori、Tamashiro Hiroaki、Ogasawara Emi、Yasukawa Takehiro、Matsuda Shigeru、Shimizu Akinori、Kang Dongchon、Hayashi Jun-Ichi、Wei Fan-Yan、Nakada Kazuto
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 50 号: 16 ページ: 9382-9396

    • DOI

      10.1093/nar/gkac699

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] t6A and ms2t6A Modified Nucleosides in Serum and Urine as Strong Candidate Biomarkers of COVID-19 Infection and Severity2022

    • 著者名/発表者名
      Nagayoshi Y、Nishiguchi K、Yamamura R、Chujo T、Oshiumi H、Nagata H、Kaneko Hi、Yamamoto K、Nakata H、Sakakida K、Kunisawa A、Adachi M、Kakizoe Y、Mizobe T、Kuratsu Ji、Shimada S、Nakamori Y、Matsuoka M、Mukoyama M、Wei FY、Tomizawa K
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 号: 9 ページ: 1233-1233

    • DOI

      10.3390/biom12091233

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subtilase cytotoxin from Shiga-toxigenic Escherichia coli impairs the inflammasome and exacerbates enteropathogenic bacterial infection.2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki Hiroyasu, Zhang Tianli, Yahiro Kinnosuke, Ono Katsuhiko, Fujiwara Yukio, Iyoda Sunao, Wei Fan-Yan, Monde Kazuaki, Seto Kazuko, Ohnishi Makoto, Oshiumi Hiroyuki, Akaike Takaaki, Sawa Tomohiro.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 4 ページ: 104050-104050

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104050

    • 関連する報告書
      2021 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] N6-methyladenosine (m6A) is an endogenous A3 adenosine receptor ligand2021

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Akiko、Nagiri Chisae、Shihoya Wataru、Inoue Asuka、Kawakami Kouki、Hiratsuka Suzune、Aoki Junken、Ito Yasuhiro、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Inoue Toshihiro、Nureki Osamu、Tanihara Hidenobu、Tomizawa Kazuhito、Wei Fan-Yan
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 81 号: 4 ページ: 674-674

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2020.12.038

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of Ftsj1 perturbs codon-specific translation efficiency in the brain and is associated with X-linked intellectual disability2021

    • 著者名/発表者名
      Nagayoshi Y.、Chujo T.、Hirata S.、Nakatsuka H.、Chen C.-W.、Takakura M.、Miyauchi K.、Ikeuchi Y.、Carlyle B. C.、Kitchen R. R.、Suzuki T.、Katsuoka F.、Yamamoto M.、Goto Y.、Tanaka M.、Natsume K.、Nairn A. C.、Suzuki T.、Tomizawa K.、Wei F.-Y.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 13 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1126/sciadv.abf3072

    • 関連する報告書
      2021 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] Cdk5 regulatory subunit-associated protein 1 knockout mice show hearing loss phenotypically similar to age-related hearing loss2021

    • 著者名/発表者名
      Miwa Toru、Wei Fan-yan、Tomizawa Kazuhito
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00791-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Export of RNA-derived modified nucleosides by equilibrative nucleoside transporters defines the magnitude of autophagy response and Zika virus replication2021

    • 著者名/発表者名
      Shi Sheng-Lan、Fukuda Hiroyuki、Chujo Takeshi、Kouwaki Takahisa、Oshiumi Hiroyuki、Tomizawa Kazuhito、Wei Fan-Yan
    • 雑誌名

      RNA Biology

      巻: 18 号: sup1 ページ: 478-495

    • DOI

      10.1080/15476286.2021.1960689

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protocol for preparation and measurement of intracellular and extracellular modified RNA using liquid chromatography-mass spectrometry2021

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Akiko、Wei Fan-Yan
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 号: 4 ページ: 100848-100848

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100848

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooperative methylation of human tRNA3Lys at positions A58 and U54 drives the early and late steps of HIV-1 replication2021

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Hiroyuki、Chujo Takeshi、Wei Fan-Yan、Shi Sheng-Lan、Hirayama Mayumi、Kaitsuka Taku、Yamamoto Takahiro、Oshiumi Hiroyuki、Tomizawa Kazuhito
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 49 号: 20 ページ: 11855-11867

    • DOI

      10.1093/nar/gkab879

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ミトコンドリアエピトランスクリプトームの解読による個体老化の理解2025

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      AAPW2025
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sulfur modification of RNA in metabolic disease and aging2024

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      第77回日本酸化ストレス学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外RNA修飾と免疫応答2024

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring the molecular and pathophysiological roles of extracellular RNA modifications2024

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      tRNA conference 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RNA modification in stress response and aging2024

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      第47回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The metabolic pathway of RNA modifications and its pathophysiological impacts2024

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      Ribosome meeting 2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Extracellular modified nucleosides derived from RNA catabolism activates GPCR2023

    • 著者名/発表者名
      小川亜希子、魏 范研
    • 学会等名
      The 28th Annual Meeting of the RNA SOCIETY (RNA2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 呼気オミックス・エアロバイオミックス2023

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      第76回日本酸化ストレス学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNA Epitranscriptome in neurological disease2023

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      Karolinska Institutet and Tohoku University Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超硫黄によるミトコンドリアtRNA修飾制御と代謝疾2023

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNA Modification of Mitochondrial tRNAs in Life and Disease2023

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      OsakaMito 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sulfur modification in humn mitochondrial tRNAs and the pathophysiological roles2022

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      Redox week in sendai 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sulfur modification in mitochondrial RNA and its pathological relevance2022

    • 著者名/発表者名
      魏 范研
    • 学会等名
      第95回日本生化学学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RNA修飾が創発する生命原理の理解と応用~RNA metabolism and COVID-19~2022

    • 著者名/発表者名
      魏范研
    • 学会等名
      第99回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モデル小動物用呼気オミックス解析システムの構築と応用2022

    • 著者名/発表者名
      魏范研
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extracellular transport of modified RNA nucleosides and its pathophysiological implications2021

    • 著者名/発表者名
      魏范研
    • 学会等名
      第94回日本生化学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modified RNA signaling and its pathophysiological implications2021

    • 著者名/発表者名
      魏范研
    • 学会等名
      RNA modification and beyond
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 造血幹細胞移植の予後の予測方法2025

    • 発明者名
      大西康、小川亜希子、魏 范研
    • 権利者名
      大西康、小川亜希子、魏 范研
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2025
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [産業財産権] 酸化ストレスレベルの評価方法2024

    • 発明者名
      小川亜希子、魏 范研
    • 権利者名
      小川亜希子、魏 范研
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-203997
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2026-01-16  

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