ネオタクソノミに応じたncRNAの生理機能の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究領域: ノンコーディングRNAネオタクソノミ
• 研究課題/領域番号: 26113005
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中川 真一 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (50324679)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: 液ー液相分離 / 1,6ヘキサンジオール / RNAseq / tSNE / Neat1 / 長鎖ノンコーディングRNA

研究実績の概要

昨年度までの研究において、UVクロスリンクの効率の差によって機能性長鎖ノンコーディングRNAと非機能性長鎖ノンコーディングRNAを分類することができることが明らかとなった。今年度は機能性長鎖ノンコーディングRNAの候補群をさらに分類するために、液ー液相分離によって形成された高次複合体を比較的特異的に壊すことが知られている1,6-ヘキサンジオール（HEX処理）への感受性を調べた。既知の機能性長鎖ノンコーディングRNAは、天然変性領域を持つタンパク質と複合体を形成し、その複合体が液ー液相分離を起こして核内構造体を形成すると考えられている。実際、HEXで細胞を処理すると、Neat1が骨格となって形成されているパラスペックルは速やかに消失する。この条件下でUVを照射し、フェノール・クロロホルム処理後の水層から回収されるNeat1の量をqRT-PCRによって定量したところ、HEX処理によって水層からのNeat1の回収量が回復することが明らかとなった。さらに水層から回収したRNAをRNAseqによって解析し、得られた結果をtSNEを用いて遺伝子ごとにグループ分けしたところ、タンパク質をコードするmRNAを多く含むグループと長鎖ノンコーディングRNAを多く含むグループの二つに大別できることが明らかとなった。既知の長鎖ノンコーディングRNAはmRNAを多く含むグループに分類されており、特に核内で構造体を形成する長鎖ノンコーディングRNAはコンパクトにまとまった領域に集中して分布していた。これらのことから、UV照射への感受性とヘキサンジオールの感受性を用いることで、これまで一括して捉えられていた長鎖ノンコーディングRNAを生化学的な性質に基づいて複数のグループに分類できることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] DZHK(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: DZHK
• [国際共同研究] The Icahn School of Med. at Mt. Sinai(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: The Icahn School of Med. at Mt. Sinai
• [国際共同研究] The University of Texas(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: The University of Texas
• [国際共同研究] University of Western Australia(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: University of Western Australia
• [雑誌論文] The expression of long noncoding RNA NEAT1 is reduced in schizophrenia and modulates oligodendrocytes transcription. (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsel, P., Roussos, P., Fam, P., Khan, S., Tan, W., Hirose, T., Nakagawa, S., Pletnikov, M.V., Haroutunian, V.
  • 雑誌名: NPJ Schizophr 巻: 5 ページ: 3
  • DOI: 10.1038/s41537-019-0071-2
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] UPA-Seq: Prediction of Functional LncRNAs Using Differential Sensitivity to UV Crosslinking. (2018)
  • 著者名/発表者名: Taiwa K, Yokoi S, Mito M, Fujii K, Kimura Y, Iwasaki S, Nakagawa S
  • 雑誌名: RNA (New York, N.Y.) 巻: 24 ページ: 1785-1802
  • DOI: 10.1261/rna.067611.118
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long noncoding RNA NEAT1 (nuclear paraspeckle assembly transcript 1) is critical for phenotypic switching of vascular smooth muscle cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ahmed ASI, Dong K, Liu J, Wen T, Yu L, Xu F, Kang X, Osman I, Hu G, Bunting KM, Crethers D, Gao H, Zhang W, Liu Y, Wen K, Agarwal G, Hirose T, Nakagawa S, Vazdarjanova A, Zhou J
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 115 ページ: E8660-E8667
  • DOI: 10.1073/pnas.1803725115
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immune system-mediated atherosclerosis caused by deficiency of long noncoding RNA MALAT1 in ApoE-/- mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Gast M, Rauch BH, Nakagawa S, Haghikia A, Jasina A, Haas J, Nath N, Jensen L, Stroux A, Bohm A, Friebel J, Rauch U, Skurk C, Blankenberg S, Zeller T, Prasanth KV, Meder B, Kuss A, Landmesser U, Poller W
  • 雑誌名: Cardiovascular research 巻: 115 ページ: 302-314
  • DOI: 10.1093/cvr/cvy202
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Functional Domains of NEAT1 Architectural lncRNA Induce Paraspeckle Assembly through Phase Separation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki T, Souquere S, Chujo T, Kobelke S, Chong YS, Fox AH, Bond CS, Nakagawa S, Pierron G, Hirose T
  • 雑誌名: Molecular cell 巻: 70 ページ: 1038-1053
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2018.05.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CO2-sensitive tRNA modification associated with human mitochondrial disease. (2018)
  • 著者名/発表者名: Lin H, Miyauchi K, Harada T, Okita R, Takeshita E, Komaki H, Fujioka K, Yagasaki H, Goto YI, Yanaka K, Nakagawa S, Sakaguchi Y, Suzuki T
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 9 ページ: 1875
  • DOI: 10.1038/s41467-018-04250-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular dissection of nuclear paraspeckles: towards understanding the emerging world of the RNP milieu. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa S, Yamazaki T, Hirose T.
  • 雑誌名: Open Biology 巻: 8 ページ: 180150
  • DOI: 10.1098/rsob.180150
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long noncoding RNA MALAT1 suppresses breast cancer metastasis (2018)
  • 著者名/発表者名: Kim, J., Piao, H.L., Kim, B.J., Yao, F., Han, Z., Wang, Y., Xiao, Z., Siverly, A.N., Lawhon, S.E., Ton, B.N., Lee, H., Zhou, Z., Gan, B., Nakagawa, S., Ellis, M.J., Liang, H., Hung, M.C., You, M.J., Sun, Y. & Ma, L.
  • 雑誌名: Nature Genetics 巻: 50 ページ: 1705-1715
  • DOI: 10.1038/s41588-018-0252-3
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 長鎖ノンコーディングRNAによる生体制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中川 真一
  • 学会等名: 第59回日本神経学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Prediction of functional lncRNAs using UPA-seq (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Nakagawa
  • 学会等名: EMBO Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Attempts towards identification of novel functional lncRNAs (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Nakagawa
  • 学会等名: Cold Spring Harbor-Asia Conference
  • 国際学会 / 招待講演