小分子ＲＮＡ作用マシナリーの調節機構

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 非コードＲＮＡ作用マシナリー
• 研究課題/領域番号: 21115004
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 程 久美子 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50213327)
• 研究分担者: 小田 健昭 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 研究員 (00608523) ; 山下 暁朗 横浜市立大学, 医学部, 講師 (20405020)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 非コードRNA / 小分子RNA / miRNA / siRNA / RNA結合タンパク質 / RISC / TNRC６A

研究実績の概要

本研究では、小分子RNAによるサイレンシング機構のRNA結合タンパク質による調節作用、およびホストRNAの発現との関連における統合的制御機構を明らかにすることを目的としている。平成24年度の主な研究成果は以下のとおりである。
(1)2本鎖RNA結合タンパク質であるTar RNA binding protein (TRBP)およびProtein activator of PKR (PACT)について、そのsmall interfering RNA (siRNA)との結合様式を明らかにした。また、RNA結合タンパク質であり、翻訳抑制作用に重要な機能をもつTrinucleotide repeat-containing 6A (TNRC6A)は、small RNAとArgonauteタンパク質の核ー細胞質輸送タンパク質であることを明らかにした。
(2)レンチウイルスを用いた、簡易なシングルコピーDNA組み換え配列(FRT)挿入法を用い、MEF-FRT細胞株を樹立した。さらに、特異的mRNAをアンチセンスオリゴLNAを用いて精製する方法の確立を目指し解析を行った。
(3)小分子非コードRNAであるmiRNAの調節制御に働くRNA結合タンパク質D8の欠損マウスの解析を行い、D8がアレルギー応答に重要な役割を担っていることを明らかにした。さらに、分子レベルでの機能解析によって、D8は炎症性サイトカインであるIL-33の3’UTRに結合し、miRNAによる発現調節を制御することによってアレルギー応答を促進していることを明らかにした。

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

小分子RNAによるサイレンシング機構のRNA結合タンパク質による調節作用についての研究に関して、TRBP/PACR/TNRC6AなどのRNA結合タンパク質を用いた研究内容について、論文報告の準備が整った。さらに、塩基対合の熱力学的性質がsmall RNAのサイレンシング効率を制御することを明らかにし，論文報告した。

今後の研究の推進方策

(1)小分子RNAの標的遺伝子調節機能は、標的部位だけでなく、その近傍の配列を識別するRNA結合タンパク質によっても多様な調節を受けると考えられる。小分子RNA作用マシナリーの調節因子の候補となるRNA結合タンパク質群をヒト培養細胞で発現誘導できる系を構築し、抗体を用いた免疫沈降によって沈降物に含まれるmRNAおよびmiRNAのシーケンス解析を行うことによってゲノムワイドな解析を行う。
(2) in vivoにおける小分子RNA機能簡易モニタリングシステムの構築に向け、タイトな発現誘導が可能なFRTローカスを有するHeLa TetOn3G細胞の樹立を行う。さらに、レポーターとして、旧来のfirefly Luciferaseに加え、NanoLucなどの新世代Luciferase、蛍光強度の強い様々な蛍光タンパク質（NeonGreen, sfGFP, mKate2, iRFP670など）を検討する予定である。
(3)D8の結合タンパク質をMSを用いて同定し、D8によるmiRNAの制御機構を分子レベルで詳細に解析すると共に、欠損マウスの解析からRNA結合タンパク質が持つmiRNA調節機能の生理的な意義を明らかにしていく。

研究成果

• [雑誌論文] Role of SMG-1-mediated Upf1 phosphorylation in mammalian nonsense-mediated mRNA decay. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 18(3) ページ: 161-75.
  • DOI: 10.1111/gtc.12033.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nonsense-mediated mRNA decay - mechanisms of substrate mRNA recognition and degradation in mammalian cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Schweingruber C, Rufener SC, Zünd D, Yamashita A, Mühlemann O.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: Jun-Jul;1829(6-7) ページ: 612-23
  • DOI: 10.1016/j.bbagrm.2013.02.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of miRNA 5’ terminal and seed regions is correlated with experimentally observed miRNA-mediated silencing efficacy. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hibio N, Hino K, Shimizu E, Nagata Y, Ui-Tei K
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 2 ページ: 996
  • DOI: 10.1038/srep00996, 2012.
  • 査読あり
• [雑誌論文] sdRNA: siRNA with a DNA seed for an efficient and target-gene specific RNA interference. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ui-Tei K
  • 雑誌名: Gene Technology. 巻: 1 ページ: 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] siRNA design software for a target gene-specific RNA interference. (2012)
  • 著者名/発表者名: Naito Y, Ui-Tei K
  • 雑誌名: Front. Genet. 巻: 3 ページ: 102
  • DOI: 10.3389/fgene.2012.00102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic control of small RNA-mediated gene silencing. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ui-Tei K, Nishi K, Takahashi T, Nagasawa T.
  • 雑誌名: Front. Genet. 巻: 3 ページ: 101
  • DOI: 10.3389/fgene.2012.00101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of interferon-beta mRNA stability control after poly(I:C) stimulation using RNA metabolic labeling by ethynyluridine. (2012)
  • 著者名/発表者名: Abe K, Ishigami T, Shyu AB, Ohno S, Umemura S, Yamashita A.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: Nov 9;428(1) ページ: 44-9.
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.09.144
  • 査読あり
• [学会発表] Inhibition of Ago2-miRNA complex binding to the Bim 3'UTR by Mex-3B is required for DNA stress-induced apoptosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeaki Oda, Yusuke Yamazumi, Takatoshi Hiroko, Atsushi Kamiya, Saori Kiriya and Tetsu Akiyama
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology "Noncoding RNAs in Development and Cancer"
  • 発表場所: Fairmont Hotel Vancouver (Vancouver, Canada)
  • 年月日: 2013-01-20 – 2013-01-25
• [学会発表] Specific inhibition of SMG-8 rescues effectively the mutant phenotypes exacerbated by nonsense mediated mRNA decay. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A.
  • 学会等名: RNA and Biofunctions Meeting
  • 発表場所: ホテルレオパレス博多（福岡県）
  • 年月日: 2013-01-11 – 2013-01-11
• [学会発表] 形質膜におけるリン脂質動態解析－ショウジョウバエ培養細胞をモデルとして (2012)
  • 著者名/発表者名: 芦本 徹、加藤 詩子、程 久美子、池ノ内 順一、梅田 真郷
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-14 – 2012-12-14
• [学会発表] Human TNRC6A recruits Argonaute associated small RNA into the nucleus to lead RNA silencing (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nishi, Ai Nishi, Tatsuya Nagasawa and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-14 – 2012-12-14
• [学会発表] Next generation sequencing analysis of miRNA editing by adenosine deaminase acting on RNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Rintaro Ishii, Yutaka Suzuki, Shinji Kondo, Mariko Okada, Kenji Nishi and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-14 – 2012-12-14
• [学会発表] PIKKファミリーキナーゼSMG-1の活性制御とmRNA監視機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗,黒澤瞳,大野茂男
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
  • 年月日: 2012-12-13 – 2012-12-13
• [学会発表] Thermodynamic stability in base-pairing regulates the efficiency of small RNA-mediated gene silencing (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoki Hibio, Kimihiro Hino, Eigo Shimizu, Yoshiro Nagata and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-12 – 2012-12-12
• [学会発表] Disco-interacting protein 2 (DIP2) regulates guidance of sister axons in the Drosophila mushroom body (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuhei Nitta, Kazumichi Shimizu, Maki Otsubo, Kenji Nishi, Kumiko Ui-Tei, Tetsuya Tabata
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-12 – 2012-12-12
• [学会発表] Transcriptional timing determines the stability of interferon-beta mRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: 安部開人,石上友章,Ann-Bin Shyu,大野茂男,梅村敏,山下暁朗
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
  • 年月日: 2012-12-12 – 2012-12-12
• [学会発表] Distinguishable In Vitro siRNA-Binding Mechanisms of TRBP and PACT (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Takahashi, Kenji Nishi, Shuhei Zenno and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-11 – 2012-12-11
• [学会発表] Microarray analysis of non-negligible effect of endogenous miRNAs on exogenous miRNA-mediated silencing activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Eigo Shimizu, Naoki Hibio, Yoshiro Nagata and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-11 – 2012-12-11
• [学会発表] Development of high-throughput screening method to identify microRNA which maturation is inhibited at the processing steps (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimihiro Hino, Eigo Shimizu, Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県）
  • 年月日: 2012-12-11 – 2012-12-11
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いたADARによるmiRNAエディティングの網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井 倫太郎、鈴木 穣、近藤 伸二、岡田 眞里子、西 賢二、程 久美子
  • 学会等名: 東京大学GCOE『ゲノム情報ビッグバンから読み解く生命圏』ワークショップ2012
  • 発表場所: 東京大学柏キャンパス 柏図書館1階 メディアプロムナード(千葉県)
  • 年月日: 2012-11-02 – 2012-11-02
• [学会発表] Target gene-specific RNAi for placental research (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: International Federation of Placental Associations (IFPA) 2012 Hiroshima Meeting
  • 発表場所: International Conference Center Hiroshima(Hiroshima)
  • 年月日: 2012-09-18 – 2012-09-19
• [学会発表] Specific inhibition of SMG-8 rescues effectively the mutant phenotypes exacerbated by nonsense-mediated mRNA decay. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, A, Usuki, F. Ohno, S.
  • 学会等名: CSHL meeting 2012 transnational control
  • 発表場所: old Spring Harbor, USA
  • 年月日: 2012-09-12 – 2012-09-12
• [学会発表] 小分子RNA作用マシナリーの調節機構 - Stability in miRNA 5’terminal and seed regions is an evolutionarily selected determinant for silencing efficacy (2012)
  • 著者名/発表者名: 日比生 直樹、日野 公洋、清水 英悟、長田 喜郎、程 久美子
  • 学会等名: 新学術領域 非コードRNA作用マシナリー 第４回領域会議
  • 発表場所: 西鉄グランドホテル(福岡県)
  • 年月日: 2012-08-22 – 2012-08-22
• [学会発表] 小分子非コードRNAマシナリーの制御機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小田健昭, 山角祐介, 鴨志田祐己, 秋山徹
  • 学会等名: 新学術領域 非コードRNA作用マシナリー 第４回領域会議
  • 発表場所: 西鉄グランドホテル（福岡県）
  • 年月日: 2012-08-21 – 2012-08-22
• [学会発表] Post-transcriptional regulation of IL-33 by Mex-3B is required for the development of allergic airway inflammation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yamazumi, Mitsuru Imamura, Takeaki Oda, Yoko Ohno, Kosuke Watanabe, Shigenori Nagai, Yuki Kamoshida, Kosuke Funato, Takatoshi Hiroko, Masaru Okabe, Teruhito Yasui, Hitoshi Kikutani, Kazuhiko Yamamoto, Makoto Dohi, Shigeo Koyasu and Tetsu Akiyama
  • 学会等名: 新学術領域 非コードRNA作用マシナリー 第４回領域会議
  • 発表場所: 西鉄グランドホテル（福岡県）
  • 年月日: 2012-08-21 – 2012-08-22
• [学会発表] Human TNRC6A brings small RNA-containing Argonaute protein into the nucleus; an attempt to identify components of nuclear TNRC6A complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nishi, Tatsuya Nagasawa and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: 新学術領域 非コードRNA作用マシナリー 第４回領域会議
  • 発表場所: 西鉄グランドホテル(福岡県)
  • 年月日: 2012-08-21 – 2012-08-21
• [学会発表] mRNA surveillance approaches clinic (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 学会等名: 第14回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 川内萩ホール（宮城県）
  • 年月日: 2012-07-19 – 2012-07-19
• [学会発表] 核内機能性non-coding RNAの分解に関与するRNA結合蛋白質の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智 晴香、 今村 亮俊、谷 英典、秋月 源、小島 周二、内海 文彰、程 久美子、関水 和久、秋光 信佳
  • 学会等名: 日本アイソトープ協会 エンライトニングセミナー
  • 発表場所: 東京理科大学・森戸記念館(東京都)
  • 年月日: 2012-07-12 – 2012-07-12
• [学会発表] アデノシンデアミナーゼによるmiRNA エディティングの網羅的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井 倫太郎、西 賢二、程 久美子
  • 学会等名: 第12回 東京大学生命科学シンポジウム 2012 BIO UT
  • 発表場所: 東京大学・山上会館(東京都）
  • 年月日: 2012-06-30 – 2012-06-30
• [学会発表] 細胞内miRNAによる遺伝子発現制御の外来性miRNA導入による摂動解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水 英悟、日比生 直樹、長田 喜郎、程 久美子
  • 学会等名: 第12回 東京大学生命科学シンポジウム 2012 BIO UT
  • 発表場所: 東京大学・山上会館(東京都）
  • 年月日: 2012-06-30 – 2012-06-30
• [学会発表] 核内機能性non-coding RNAの分解に関与するRNA結合蛋白質の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智 晴香、今村 亮俊、谷 英典、秋月 源、程 久美子、関水 和久、秋光 信佳
  • 学会等名: 第12回 東京大学生命科学シンポジウム 2012 BIO UT
  • 発表場所: 東京大学・山上会館(東京都）
  • 年月日: 2012-06-30 – 2012-06-30
• [学会発表] mRNA surveillance approaches clinic (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 学会等名: 第12回蛋白質科学学会年会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県）
  • 年月日: 2012-06-21 – 2012-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] Distinguishable In Vitro Binding Mode of TRBP and PACT with siRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Takahashi, Kenji Nishi, Shuhei Zenno and Kumiko Ui-Tei
  • 学会等名: RNA Sciences in Cell and Developmental Biology II
  • 発表場所: RIKEN Center for Developmental Biology(Hyogo)
  • 年月日: 2012-06-11 – 2012-06-12
• [学会発表] Translation timings determine the density of interferon-beta mRNA stability (2012)
  • 著者名/発表者名: 安部開人,石上友章,Ann-Bin Shyu,大野茂男,梅村敏,山下暁朗
  • 学会等名: The 22nd CDB meeting - RNA
  • 発表場所: 理化学研究所発生再生科学総合研究センター（兵庫県）
  • 年月日: 2012-06-11 – 2012-06-11
• [学会発表] Mex-3B, a KH-type RNA-binding Protein, is required for IL-33 production in the development of allergic airway inflammation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Yamazumi, Mitsuru Imamura, Takeaki Oda, Yoko Ohno, Kosuke Watanabe, Shigenori Nagai, Yuki Kamoshida, Kosuke Funato, Takatoshi Hiroko, Masaru Okabe, Teruhito Yasui, Hitoshi Kikutani, Kazuhiko Yamamoto, Makoto Dohi, Shigeo Koyasu and Tetsu Akiyama
  • 学会等名: RNA Sciences in cell and Developmental Biokogy 2
  • 発表場所: 理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター （兵庫県）
  • 年月日: 2012-06-10 – 2012-06-13
• [図書] BIO INDUSTRY 核酸医薬の開発動向 (2012)
  • 著者名/発表者名: 程 久美子
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 実験医学別冊 目的別で選べる 遺伝子導入プロトコール (2012)
  • 著者名/発表者名: 程 久美子、北條 浩彦
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学別冊 目的別で選べる 遺伝子導入プロトコール (2012)
  • 著者名/発表者名: 程 久美子
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学別冊 目的別で選べる 遺伝子導入プロトコール (2012)
  • 著者名/発表者名: 西 賢二、高橋 朋子、長沢 達矢、程 久美子
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 横浜医学 2012年6月 30巻9号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下暁朗
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 程研究室
  • URL: http://ui-tei.rnai.jp/
• [備考] 大野研究室（山下所属）
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~ohnos/Japanease/indexJ.html