ノンコーディングRNAから翻訳される癌関連ポリペプチドの網羅的同定

• 研究領域: がんシステムの新次元俯瞰と攻略
• 研究課題/領域番号: 18H04902
• 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
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松本 有樹修 九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (60741519)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円); 2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: Long non-coding RNA / ポリペプチド / p16 / Arf / 癌

研究実績の概要

PhyloCSFを用いて新規ポリペプチドを同定していく過程において、p16/Arfと特徴が類似したポリペプチドを同定した。p16とArfは同一の遺伝子座から翻訳される。この遺伝子座は1st exonが異なる2つのmRNAアイソフォームを転写しており、それぞれp16とArfが翻訳される。興味深いことに、これら同じ遺伝子座から翻訳されるタンパク質は、どちらも癌抑制タンパク質である。p16はサイクリン依存性キナーゼ（CDK）の活性を抑制することにより細胞増殖を抑え、ArfはMDM2の機能を阻害することによりp53を安定化させる。
われわれが新規に同定したポリペプチドも、p16/arfと同様に1st exonが異なる2つのアイソフォームを持ち、それぞれのアイソフォームから独立した2つのポリペプチドが翻訳されている可能性が示唆された。そこで、それぞれのORFのC末端にFLAG配列をノックインしたマウスを作製して、翻訳の有無を検討したところ、2種類の独立したポリペプチドが間違いなく翻訳されていることを確認した。また、免疫沈降と質量分析解析によって結合タンパク質を探索したところ、どちらのポリペプチドもVoltage-Dependent Anion Channel (VDAC)と非常に強い親和性で結合していることがわかった。VDACには3種類のアイソフォーム (VDAC1～3)が存在するが、VDAC3のノックアウト（KO）マウスは雄性不妊になることが知られている。そこで、これらポリペプチドを両方欠損するダブルノックアウトマウスを作製したところ、雄マウスは顕著な不妊をきたすことが判明した。
そこで現在、このポリペプチドもp16/Arfと同様に発癌に寄与するかなどの検討を行っている。必要に応じて発癌を誘導するような刺激なども用いて検討を行っていく。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Cell cycle-dependent localization of the proteasome to chromatin (2020)
  • 著者名/発表者名: Kito Yuki、Matsumoto Masaki、Hatano Atsushi、Takami Tomoyo、Oshikawa Kiyotaka、Matsumoto Akinobu、Nakayama Keiichi I.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 5801-5801
  • DOI: 10.1038/s41598-020-62697-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Intragenic antagonistic roles of protein and circRNA in tumorigenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Guarnerio J, Zhang Y, Cheloni G, Panella R, Mae Katon J, Simpson M, Matsumoto A, Papa A, Loretelli C, Petri A, Kauppinen S, Garbutt C, Nielsen GP, Deshpande V, Castillo-Martin M, Cordon-Cardo C, Dimitrios S, Clohessy JG, Batish M, Pandolfi PP.
  • 雑誌名: Cell Research 巻: 29 号: 8 ページ: 628-640
  • DOI: 10.1038/s41422-019-0192-1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hidden Peptides Encoded by Putative Noncoding RNAs (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Nakayama KI.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 43 号: 1 ページ: 75-83
  • DOI: 10.1247/csf.18005
  • NAID: 130006742309
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 新規ポリペプチドによる恒常性維持機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本 有樹修
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] Long non-coding RNAの解析から明らかとなった新規ポリペプチドワールド (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本 有樹修
  • 学会等名: 第37回日本骨代謝学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Polypeptides world revealed by analyses of long non-coding RNAs (2019)
  • 著者名/発表者名: 松本 有樹修
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 国際学会
• [学会発表] Long non-coding RNAから翻訳される機能性ポリペプチド群の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本 有樹修
  • 学会等名: 日本筋学会第4回学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Functional polypeptides encoded by putative long non-coding RNAs (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本 有樹修
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会