高次機能性RNA結合蛋白質によるゲノム情報発現制御

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14035243
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 塩見 春彦 徳島大学, ゲノム機能研究センター, 教授 (60202107)
• 研究分担者: 塩見 美喜子 徳島大学, ゲノム機能研究センター, 助教授 (20322745) ; 岡野 栄之 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (60160694)
• キーワード: RNA結合蛋白質 / 翻訳調節 / RNAi / 概日リズム / 神経幹細胞 / Notch-シグナル / miRNA / ショウジョウバエ

研究概要

塩見グループは、ショウジョウバエを用いてハエFMR1遺伝子(dfmr1)の機能解析を進め、dfmr1変異体が概日リズムの異常を示すことを発見した。一方、生化学的解析によりdFMR1蛋白質がRNAi(RNA干渉)分子装置に組み込まれた因子であることを発見した。さらに、dFMR1蛋白質の生化学的性状(RNA-蛋白、蛋白-蛋白相互作用等)がリン酸化により大きく変化することを見つけた。従来の研究からFMR1蛋白質はある種のmRNAの翻訳調節に関与することが示唆されていたが、我々の結果はFMR1による標的mRNAの翻訳調節にRNAi分子装置が関与していることを示唆する。また、FMR1蛋白質による標的mRNAの認識はmiRNAにガイドされることが予想され、しかもその翻訳調節はリン酸化により制御されている可能性を示唆する。このようにショウジョウバエをモデル動物として用い、FMR1が位置する遺伝学的・生化学的分子経路を明らかにし、FMR1による標的mRNAの翻訳調節機構の解析を進めている。
一方、岡野グループは、哺乳類Musashi1(Msi1)の機能解析を進めた。Msi1は、哺乳類初期発生において脳室周辺部の中枢神経系未分化幹細胞において強く発現しており、そのin vivoで標的となっているRNAの同定を行い、Notch-シグナル細胞内アンタゴニストをコードするm-Numb mRNAの3'-UTRに結合することを示した。レポーター遺伝子を用いた実験結果は、Msi1がm-Numb mRNAの3'-UTRに結合し、この翻訳を抑制することを支持する。また、外来性Msi1はNotchシグナルを活性化させることを明らかにした。さらに、Neurosphere法を用いて、Msi1とその関連遺伝子であるMsi2は協調して神経幹細胞の増殖あるいは生存維持に必須な役割を担っていることを支持する結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] Tabara, H., et al.: "The double-stranded RNA binding protein RDE-4 interacts in vivo with RDE-1, DCR-1 and a conserved DExH-box helicase to direct RNA interference in C.elegans"Cell. 109. 861-871 (2002)
• [文献書誌] Inoue, SB., et al.: "A role for the fragile X mental retardation gene in the Drosophila circadian rhythms"Current Biology. 12. 1331-1335 (2002)
• [文献書誌] Ishizuka, A., et al.: "A Drosophila fragile X protein interacts with components of RNAi and ribosomal Proteins"Genes & Development. 16. 2497-2508 (2002)
• [文献書誌] Siomi, MC., et al.: "Casein kinase II phosphorylates the fragile X syndrome protein and modulates its biological properties"Mol Cell Biol. 22. 8438-8447 (2002)
• [文献書誌] Sakakibara S., et al.: "RNA-Binding Protein Musashi Family, Roles for CNS Stem Cells and a Subpopulation of Ependymal Cells Revealed by Targeted Disruption and Antisense Ablation"Proc Natl Acad Sci USA. 99. 15194-15199 (2002)
• [文献書誌] Matsuno K., et al.: "Involvement of a proline-rich motif and RING-H2 finger of Deltex in the regulation of Notch signaling"Development. 129. 1049-1059 (2002)
• [文献書誌] Taura, T., et al.: "The molecular mechanisms of mRNA export. In Nuclear transport RNA and proteins.(ed., Citovsky, V.and Tzfira, T.)"Landes Bioscience, New York (in press). (2003)