| 研究領域 | 遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05250
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山崎 智弘 大阪大学, 生命機能研究科, 特任講師 (90732280)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 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)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | 相分離 / NEAT1 / パラスペックル / ゲノム制御 / RNA / lncRNA / ブロック共重合体 / ミセル化 / 核内構造体 / 長鎖ノンコーディングRNA / RNA結合タンパク質 / ソフトマター物理学 / 癌 / 長鎖ノンコーディングRNA（lncRNA） / 高次ゲノム構造 / 遺伝子発現 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
長鎖ノンコーディングRNA（lncRNA）のうち一群のものは、核内で相分離構造体の誘導に必須の役割を持つ。lncRNAはゲノムの特定の位置で転写され、その場で機能分子として機能するため、ゲノム位置を規定する制御因子として重要な役割を担うと考えられる。しかし、このようなRNAにより誘導される相分離構造体を介した遺伝子発現や３次元ゲノム動態の制御機構は明らかになっていない。そこで、本研究ではNEAT1 lncRNAにより誘導される核内相分離RNP構造体パラスペックルをモデルにそのメカニズムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
哺乳類のゲノムから産生される多数の長鎖ノンコーディングRNA（lncRNA）にうち、一群のものは、核内で相分離構造体の必須の骨格としての役割を担う。lncRNAはゲノムの特定の位置で転写され、その場で機能分子として作用するため、ゲノム位置を規定する因子として適しており、ゲノム構造の制御因子として必須の役割を持つと考えられる。しかし、このようなRNAにより誘導される相分離構造体を介した遺伝子発現や３次元ゲノム動態の制御機構は明らかになっていない。そこで、本研究では、NEAT1 lncRNAにより誘導される核内相分離RNP構造体パラスペックルをモデルとして、その機構の解明を目的とした。今年度は、RNAがRNAポリメラーゼにより転写された際に形成される相分離機構を、ソフトマター物理学の理論を用いて、理論的な枠組みを構築した結果を論文として発表した（Yamamoto et al., Soft Matter 2020）。これにより、転写ダイナミクスとRNAにより誘導される相分離構造体形成を理解するための重要な理論的基盤が形成できた。さらに、パラスペックルの構築原理からその機能を理解するため、物理理論と実験を用いた解析を行い、パラスペックルが高分子化学のブロック共重合体のミセルとして構築されることを明らかにした（Yamazaki et al., EMBO J 2021 in press, Yamamoto et al., bioRxiv 2020）。これにより、パラスペックルの数、大きさ、形態がどのように制御されているかを理解することに繋がり、機能を理解する上で重要な知見が得られた。さらに、RNAータンパク質複合体がブロック共重合体として機能するという新たなコンセプトを提唱した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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