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Piwi-piRNAによるエピゲノム制御機構の解明

公募研究

研究領域染色体オーケストレーションシステム
研究課題/領域番号 16H01402
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
研究機関東京大学

研究代表者

佐藤 薫  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20548507)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
キーワードpiRNA / Transposon / epigenetic / transctiption / chromatin / nucleosome / germline / Drosophila / エピゲノム / Piwi / トランスポゾン / クロマチン / 染色体 / 転写 / ゲノム / RNAサイレンシング
研究実績の概要

piRNAは生殖細胞特異的な小分子RNAであり、PIWIタンパク質と複合体を形成することで、核内外でトランスポゾンの発現抑制を行う。それにより、トランスポゾンの宿主ゲノムへの侵略を防ぎ、生殖細胞ゲノムの品質管理を担う。これまでの解析から、核内でのトランスポゾン発現抑制にはヒストン修飾などのエピジェネティックな制御が介在することが示唆されているが、その分子機構の詳細はまったく明らかになっていない。本研究の目的は、Piwi-piRNA複合体が核内でどのようにしてトランスポゾンの発現を抑制しているのか、その分子作用機序を明らかにすることである。具体的には、ショウジョウバエ卵巣由来培養細胞OSC を用いてPiwi相互作用タンパク質を単離し、Piwi-piRNAが標的とする分子実体を明らかにする。
Piwi相互作用タンパク質及び、核内piRNA因子であるMaelstrom (Mael)の相互作用タンパク質をショットガン質量分析法により解析した結果、転写活性化因子Brahma (Brm)を共通因子として同定した。Brmはトランスポゾンの転写活性化に寄与し、正常細胞ではPiwiによってBrm機能が不活性化されているためトランスポゾンの発現が抑制されていることを明らかにした。さらに、PiwiはMaelとBrmの相互作用を促進し、MaelによるBrm機能の抑制に寄与することがわかった。Brmは、BAPとPBAPの2つの複合体の構成因子であり、トランスポゾンはいずれかの複合体によって転写活性化されていることがわかり、少なくともBAPに関して、MaelはBAPの構成因子であるOsaとBrmの相互作用を阻害することでBAPの活性を抑制することを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Loss of l(3)mbt leads to acquisition of the ping-pong cycle in Drosophila ovarian somatic cells2016

    • 著者名/発表者名
      Sumiyoshi T, Sato K, Yamamoto H, Iwasaki YW, Siomi H, Siomi MC
    • 雑誌名

      Genes & Development

      巻: 30 号: 14 ページ: 1617-1622

    • DOI

      10.1101/gad.283929.116

    • 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
  • [学会発表] Analyses of Maelstrom and H1 in the nuclear Piwi-piRNA complex in Drosophila ovarian somatic cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Sato, Ryo Onishi, Mikiko C. Siomi
    • 学会等名
      2thMICROSYMPOSIUMon SMALL RNAs
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of the nuclear Piwi-piRNA complex in Drosophila ovarian somatic cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Sato, Ryo Onishi, Mikiko C. Siomi
    • 学会等名
      The 43rd Naito Conference on “Noncoding RNA:Biology, Chemistry, & Diseases”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kaoru Sato, Yurika Namba, Mikiko C. Siomi2017

    • 著者名/発表者名
      Double-stranded RNA-binding activity of Maelstrom is required for the germline piRNA pathway
    • 学会等名
      第19 回日本RNA 学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Establishment and use of a new cell line for elucidation of piRNA amplification molecular mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsutaro Sumiyoshi, Hitomi Yamamoto, Syogo Kuriyama, Kaoru Sato, Mikiko C Siomi
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Elucidation of transcriptional regulatory mechanism of piRNA factors by tumor suppressor gene lethal (3) malignant brain tumor2017

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Yamamoto, Tetsutaro Sumiyoshi, Kaoru Sato, Mikiko C Siomi
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of piRNA-mediated transposon silencing of transposons2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Onishi, Kaori Sato, Mikiko C Siomi
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Elucidating of molecular function of Eggless in Piwi-piRNA-mediated transcriptional silencing of transposon in Drosophila2016

    • 著者名/発表者名
      Saori Suzuki , Kaoru Sato , Ryo Onishi , Mikiko C Siomi
    • 学会等名
      MBSJ2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Comprehensive identification of components in Piwi-piRNA nuclear complexes in Drosophila somatic cells2016

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Sato, Ryo Onishi, Mikiko C. Siomi
    • 学会等名
      CSH Asia 2016 Conference on RNA Biology
    • 発表場所
      Suzhou Dushu Lake Conference Center (Suzhou, China)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An engineered Drosophila ovarian somatic cell line Δmbt-OSC operates the piRNA amplification machinery2016

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Sato, Tetsutaro Sumiyoshi, Hitomi Yamamoto, Yuka W. Iwasaki, Haruhiko Siomi, Mikiko C. Siomi
    • 学会等名
      RNA2016
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elucidation of molecular function of Maelstrom in the germline piRNA pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Yurika Namba, Kaoru Sato, Mikiko C Siomi
    • 学会等名
      EMBO Workshop
    • 発表場所
      モンペリエ大学 (Montpellier, France)
    • 年月日
      2016-04-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RNA-binding property of HMG domain in Maelstrom and its requirements in the germline piRNA pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Sato, Yurika Namba, Yumi Miyata, Kazumichi M. Nishida, Mikiko C Siomi
    • 学会等名
      19th Tokyo RNA club
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Identification of nuclear Piwi and Maelstrom complexes in Drosophila ovarian somatic cells2016

    • 著者名/発表者名
      Ryo Onishi, Kaoru Sato, Mikiko C. Siomi
    • 学会等名
      22th Tokyo RNA club
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 塩見研究室 東京大学大学院 理学系研究科 生物科学専攻

    • URL

      http://www-siomilab.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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