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代謝酵素遺伝子ノンコーディングmRNAの食餌による発現制御機構の解明

公募研究

研究領域ノンコーディングRNAネオタクソノミ
研究課題/領域番号 15H01467
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

黒柳 秀人  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (30323702)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2016年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードノンコーディングmRNA / 品質管理機構 / NMD / 遺伝子発現制御 / 選択的スプライシング / 線虫 / 食餌 / アミノ酸代謝酵素 / RNAプロセシング / メチオニン代謝回路
研究実績の概要

1.本研究課題では、線虫のアミノ酸代謝酵素をコードする遺伝子の発現が食餌に応答してmRNA前駆体からノンコーディングmRNAを産生する転写後プロセシングにより制御される現象の分子機構として作動エレメントと作動装置の実体を解明することを目指している。2種類の細菌をそれぞれ餌として飼育した線虫のmRNAの大規模シーケンス解析を行い比較したところ、細菌の種類によるノンコーディングmRNAの発現量の違いは予備実験ほど顕著ではなかった。そこで、このノンコーディングmRNAの発現量が変動する条件をよく検討した結果、3時間の摂食と絶食によって可逆的に変動することが明らかとなった。また、この酵素のノンコーディングmRNAの発現は自身のコピー数によっても変動することから、代謝産物による間接的な選択的スプライシングの制御機構の存在が示唆された。
現在は、作動装置変異体のスクリーニングを可能にするため、ノンコーディングmRNAの発現量を可視化する蛍光レポーターの作製を進めている。また、ノンコーディングmRNAの発現を変動させる大腸菌の成分の特定を試みており、これまでに、熱で失活すること、DNA分解酵素やRNA分解酵素に対しては安定であることを見出している。
2.線虫のリボソームタンパク質をコードする遺伝子のうち8つがノンコーディングmRNAを産生する選択的スプライシングを受けることで発現量の恒常性が維持されていることを見出し、そのうちL10aタンパク質がL10AREと命名した作動エレメントに直接結合することで選択的スプライシングを自己制御することを報告した。
3.線虫のRNA結合タンパク質PTB-1が哺乳類の相同遺伝子と同様に自身のmRNA前駆体の選択的スプライシングを制御してノンコーディングmRNAを産生させることで発現量を負に自己制御していることを報告した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] An emerging model organism Caenorhabditis elegans for alternative pre-mRNA processing in vivo2017

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Wani & Hidehito Kuroyanagi
    • 雑誌名

      Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA

      巻: 印刷中 号: 6

    • DOI

      10.1002/wrna.1428

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Splicing factors control C. elegans behavioural learning in a single neuron by producing DAF-2c receptor.2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Tomioka, Yasuki Naito, Hidehito KUROYANAGI, and Yuichi Iino.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: - 号: 1 ページ: 11645-11645

    • DOI

      10.1038/ncomms11645

    • NAID

      120006348540

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolutionarily conserved autoregulation of alternative pre-mRNA splicing by ribosomal protein L10a.2016

    • 著者名/発表者名
      Satomi Takei, Marina Togo-Ohno, Yutaka Suzuki and Hidehito Kuroyanagi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: - 号: 12 ページ: 5585-5596

    • DOI

      10.1093/nar/gkw152

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Splicing factors control C. elegans behavioural learning in a single neuron by producing DAF-2c receptor.2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Tomioka, Yasuki Naito, Hidehito KUROYANAGI, and Yuichi Iino.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: -

    • NAID

      120006348540

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 生体内mRNA前駆体プロセシングの動態の解析2017

    • 著者名/発表者名
      渡部栄地
    • 学会等名
      東京地区線虫勉強会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] "Non-Coding mRNAs" from Protein-Coding Genes through Alternative Pre-mRNA Splicing.2016

    • 著者名/発表者名
      Hidehito Kuroyanagi
    • 学会等名
      19th Tokyo RNA Club
    • 発表場所
      東京大学武田ホール
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Non-Coding mRNAs" from Protein-Coding Genes through Alternative Pre-mRNA Splicing.2016

    • 著者名/発表者名
      Hidehito Kuroyanagi
    • 学会等名
      19th Tokyo RNA Club
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ノンコーディングRNA ―RNA分子の全体像を俯瞰する―2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬哲郎・泊幸秀(編) 黒柳秀人を含む57名(著)
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京医科歯科大学難治疾患研究所遺伝子発現制御学 研究成果の紹介

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/end/research/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] UTokyo Research

    • URL

      http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/production-of-a-molecule-for-memory-of-salt-concentration.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 東京医科歯科大学難治疾患研究所フロンティア研究室遺伝子発現制御学

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/end/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 新学術領域研究「ノンコーディングRNAネオタクソノミ」

    • URL

      https://ncrna.jp/information/grant

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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