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神経特異的RNA結合蛋白質とmicroRNAによる翻訳制御機構の解明

公募研究

研究領域非コードRNA作用マシナリー
研究課題/領域番号 22115511
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
研究機関公益財団法人微生物化学研究会 (2011)
神戸大学 (2010)

研究代表者

藤原 俊伸  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所・基盤生物研究部, 主席研究員 (80362804)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011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)
2011年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010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RNA結合タンパク質 / 翻訳制御 / 局所翻訳 / 神経分化
研究概要

神経細胞の分化や機能発現を、翻訳調節ネットワークという視点から解明することを目的として、神経特異的なRNA結合タンパク質HuDの働きがmicroRNAマシナリーとどのように協調あるいは拮抗して働くかを研究する。
領域代表・泊博士および領域内研究者である神戸大学・三嶋博士との共同研究を実施し、翻訳開始機構およびmiRNAによる翻訳抑制との相関関係について研究を行った。具体的には、miRNA存在、非存在下における翻訳開始複合体形成およびPABP枯渇状態でのpolysome形成状態をショ糖密度勾配遠心により解析を行った。その結果、miRNAによる標的mRNAの抑制には脱アデニル化・mRNA分解およびPABPに依存しない「直接的な翻訳抑制」が関与することを明らかにし、PNAS誌上で発表した。また、HuDがどのように局所翻訳に寄与しているかを、微小管との結合を足掛かりに解析した。これまでの神経特異的Huタンパク質がどのように微小管上に結合しているのかは不明であった。そして、HuDは微小管結合タンパク質であるLC1を介して微小管に結合し、標的mRNAの神経突起内における輸送などに関与する可能性が示唆された。さらに、RNA結合タンパク質HuDがシグナル伝達因子Aktの活性型と特異的に結合すること、さらにAkt1との結合がHuDの分化誘導能に必須であることを証明し、NAR誌上で発表した。また、これまで機能未知であったeIF5 mimic proteinの機能解析をカンサス州立大学・浅野桂博士との共同研究で行い、翻訳抑制機能を持つことを明らかにした。
さらに、弘前大学・牛田千里准教授との共同研究により、藤原が有する独自の生化学系を用いてこれまでに報告がなかったC.elegansのU8 snoRNAを発見している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究代表者がこれまでに構築してきた生化学を基盤とするin vitro翻訳解析システムを応用することに成功し、miRNAによる翻訳抑制機構の一端が明らかになりつつある。

今後の研究の推進方策

代表者のこれまでの予備実験により、哺乳類においては抽出液を得る株化細胞の種類によって翻訳効率が一様でなく、翻訳開始の制御機構が異なることを示唆する結果を得ている。翻訳開始の活性化と抑制は常に拮抗関係にあり、組織・細胞ごとにその制御機構は異なることは自明である。従って、様々な細胞種を用いたin vitro翻訳系を構築し、翻訳活性化とmiRNAによる抑制機構がどのように連携しているのかを明らかにすることを試みる。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Double PHD finger proteins DPF3a and 3b are reouired as transcriptional coactivators in the SWI/SNF complex-dependent activation of the NF-κB Re1A/p50 heterodimer2012

    • 著者名/発表者名
      Ishizaka A, Mizutani T, Kobayashi K, Tando T, Sakurai K, Fujiwara T, Iba H
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry

      巻: (印刷中) 号: 15 ページ: 11924-11933

    • DOI

      10.1074/jbc.m111.322792

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Translational inhibition by deadenylation-independent mechanismsis central to microRNA-mediated silencing in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Mishima
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 109(4) 号: 4 ページ: 1104-1109

    • DOI

      10.1073/pnas.1113350109

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional and direct interaction between the RNA binding protein HuD and active Akt12012

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Fujiwara
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 40(5) 号: 5 ページ: 1944-1953

    • DOI

      10.1093/nar/gkr979

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microtubule association of a neuronal RNA-binding protein HuD through its binding to the light chain of MAP1B2011

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Y, Kasashima K, Saito K, Fukuda M, Fukao A, Sasano Y, Inoue K, Fujiwara T, Sakamoto H
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: 93 号: 5 ページ: 817-822

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2011.01.008

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of translational regulation by a human eIF5-mimic protein2011

    • 著者名/発表者名
      Chingakham Ranj it Singh
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 39(19) 号: 19 ページ: 8314-8328

    • DOI

      10.1093/nar/gkr339

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microtubule association of a neuronal RNA-binding protein HuD through its binding to the light chain of MAP1B.2011

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Y, Kasashima K, Saito K, Fukuda M, Fukao A, Sasano Y, Inoue K, Fujiwara T, Sakamoto H.
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A small nucleolar RNA functions in rRNA processing in Caenorhabditis elegans.2010

    • 著者名/発表者名
      Hokii Y, Sasano Y, Sato M, Sakamoto H, Sakata K, Shingai R, Taneda A, Oka S, Himeno H, Muto A, Fujiwara T, Ushida C.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 38 ページ: 5909-5918

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Neural specific RNA-binding proteins grasp the translation regulatory networks2012

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara T.
    • 学会等名
      FURANO CONFERENCE ON "ADVANCED BIOREGULATION AND RNA"
    • 発表場所
      フラノ寶亭留(旭川市)
    • 年月日
      2012-03-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] RNA翻訳制御2012

    • 著者名/発表者名
      藤原俊伸
    • 学会等名
      第6回長野カンファレンス
    • 発表場所
      ホテル山楽(志賀高原)
    • 年月日
      2012-02-29
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 神経特異的RNA結合タンパク質HuDによる翻訳制御機構2011

    • 著者名/発表者名
      藤原俊伸
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Direct and functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and phosphorylated Akt12011

    • 著者名/発表者名
      Fukao A., Imataka H., Sonenberg N., Thoma, C., Fujiwara T.
    • 学会等名
      Protein Synthesis and Translational Control
    • 発表場所
      EMBL(ドイツ・ハイデンベルグ)
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and Akt12011

    • 著者名/発表者名
      Akira Fukao, Yumi Sasano, Hiroaki Imataka, Kunio Inoue, Hiroshi Sakamoto, Nahum Sonenberg, Christian Thoma, Toshinobu Fujiwara
    • 学会等名
      RNA 2011 Sixteenth Annual Meeting of the RNA Society
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都)
    • 年月日
      2011-06-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Microtubule association of a neuronal RNA-binding protein HuD through its binding to the light chain of MAP1B2010

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, M., Fukao, A., Sasano, Y., Kondo, A., Inoue, K., Sakamoto, H., Fujiwara, T.
    • 学会等名
      RNA2010
    • 発表場所
      シアトル(米国)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] The RNA binding protein HuD interacts with active Akt1 to trigger neurite outgrowth2010

    • 著者名/発表者名
      Fukao, A., Sasano, Y., Inoue, K., Sakamoto, H., Sonenberg, N., Thoma, C., Fujiwara, T.
    • 学会等名
      RNA2010
    • 発表場所
      シアトル(米国)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 神経特異的RNA結合蛋白質HuDとシグナル伝達因子Aktとの連携による翻訳制御機構2010

    • 著者名/発表者名
      深尾亜喜良、笹野有未、今高寛晃、井上邦夫、坂本博、Nahum Sonenberg、Christian Thoma、藤原俊伸
    • 学会等名
      第12回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      一橋記念講堂(東京都)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Functional interaction between the neuronal RNA-binding protein HuD and Akt2010

    • 著者名/発表者名
      Fukao, A., Sasano, Y., Inoue, K., Sakamoto, H., Soneoberg, N., Thoma, C.Fujiwara, T.
    • 学会等名
      Translational Control 2010
    • 発表場所
      ニューヨーク(米国)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 神経特異的RNA結合タンパク質HuDによる翻訳ネットワーク制御2010

    • 著者名/発表者名
      藤原俊伸
    • 学会等名
      第33回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際展示場(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] 医学のあゆみ「RNA医学・医療」2011

    • 著者名/発表者名
      深尾亜喜良、藤原俊伸
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 生体の科学「細胞核-構造と機能」2011

    • 著者名/発表者名
      牛田千里、藤原俊伸
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      医学書院
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 実験医学 RNA結合タンパク質HuDによる翻訳制御と神経分化誘導2010

    • 著者名/発表者名
      藤原俊伸
    • 総ページ数
      133
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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