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2014 年度 実績報告書

網羅的オルガネラ解析ツールRabを用いた新規RNAサイレンシング制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J10075
研究機関東京大学

研究代表者

小林 穂高  東京大学, 分子細胞生物学研究所, 特別研究員(SPD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードRNAサイレンシング / RISC / Argonaute / miRNA / オルガネラ / Rab
研究実績の概要

RNAサイレンシングとは、20~30塩基の小分子RNAによって、そのRNAと相補的な塩基配列を持つ遺伝子の発現が抑制される現象である。小分子RNAの一つであるmicro RNA(miRNA)はヒトゲノムに約1,000種類もコードされており、タンパク質をコードする全遺伝子の約1/2の発現を制御していると考えられている。従って、RNAサイレンシング制御機構の解明は、生命の根幹である遺伝子の発現制御を理解する上で重要である。miRNAはArgonauteと呼ばれるタンパク質に取り込まれ、RNA-induced silencing complex(RISC)と呼ばれる複合体を形成することで、RNAサイレンシングを実行する。近年、RISCが後期エンドソームと呼ばれるオルガネラに局在すると、RNAサイレンシングが促進されることが報告された。従って、RISCとオルガネラの相互作用という細胞生物学的な視点が、RNAサイレンシングの制御機構を明らかにする上で、今後重要になると考えられる。しかし、RISCが局在するオルガネラの全容や、RISCがオルガネラに局在する意義は依然として明らかでない。そこで、本研究では、Rabファミリータンパク質を網羅的オルガネラ解析ツールとして用いることで、RISCが局在するオルガネラの全容と、それぞれのRISC陽性オルガネラのRNAサイレンシングにおける機能の解明を目指す。本研究では、これによって、RISCとオルガネラの相互作用という新しい視点から、オルガネラを介した新規RNAサイレンシング制御機構を解明することを目的としている。初年度ではまず、RISCが局在するオルガネラの探索を試みた。その結果、RISCの細胞内局在が未同定の要因によって変化する可能性を示唆する結果を得ることができた。今後、RISCが局在するオルガネラの探索をさらに進めて行く予定である。

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

申請時の研究計画1-4のうち、1を実施中である。また、その過程で予想外の興味深い結果を得ている。

今後の研究の推進方策

初年度ではまず、RISCが局在するオルガネラの探索を試みた。これまでの先行研究により、RISCは細胞内で複数のドット状のコンパートメントに局在することが明らかになっている。このRISC陽性のドットは、P-bodyと呼ばれる非オルガネラ性のドットとGW-bodyと呼ばれるドットから成り、GW-bodyの一部は後期エンドソームに局在することが報告されている。HeLa細胞において、RISCの構成因子であるArgonauteを免疫染色法により可視化したところ、実際にArgonauteがドット状のコンパートメントに局在することが確認された。一方、RNAi干渉法によりArgonauteの発現量を減少させた細胞では、このドット状のシグナルは観察されなかった。従って、本実験条件下では、Argonauteの細胞内局在を正しく可視化出来ていると考えられる。そこで次に、蛍光タンパク質を付加したRab(Rab1A, Rab2A, Rab3A, Rab4A, Rab5A, Rab6A, Rab7, Rab8A, Rab9A, Rab10, Rab11A)をオルガネラマーカーとして利用し、ArgonauteとRabの共局在性を検証した。その結果、上記のRabは小胞体・ゴルジ体・初期エンドソーム・後期エンドソーム・リサイクリングエンドソーム・リソソームといった様々なオルガネラに局在するにも関わらず、ArgonauteはいずれのRabとも共局在性を示さなかった。以上の結果は、RISCが後期エンドソームに局在するという先行研究と相反するものであり、Argonauteの細胞内局在が組織・細胞種・培養条件といった要素によって様々に変化する可能性を示唆している。今後、今回使用したRabでは可視化されないオルガネラについても可視化することで、RISCが局在するオルガネラの探索をさらに進めて行く予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Measurement of Rab35 Activity with the GTP-Rab35 Trapper RBD35.2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H, Etoh K, Marubashi S, Ohbayashi N, Fukuda M.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 1298 ページ: 207-216

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-2569-8_18

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rab35 is translocated from Arf6-positive perinuclear recycling endosomes to neurite tips during neurite outgrowth.2014

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H, Etoh K, Fukuda M
    • 雑誌名

      Small GTPases

      巻: 5 ページ: 1-4

    • DOI

      10.4161/sgtp.29290

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rab35 promotes the recruitment of Rab8, Rab13, and Rab36 to recycling endosomes through MICAL-L1 during neurite outgrowth.2014

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi H, Etoh K, Ohbayashi N, Fukuda M
    • 雑誌名

      Biol Open

      巻: 3 ページ: 803-814

    • DOI

      10.1242/bio.20148771

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Rabタンパク質を利用したRNAサイレンシングの場の探索2014

    • 著者名/発表者名
      小林穂高、福田光則、泊幸秀
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2014
    • 発表場所
      和歌山県西牟婁郡
    • 年月日
      2014-09-18
  • [学会発表] Rab35は神経突起伸長においてRab8, Rab13, Rab36の局在を制御する2014

    • 著者名/発表者名
      小林穂高、衛藤貫、大林典彦、福田光則
    • 学会等名
      第54回生命科学夏の学校
    • 発表場所
      滋賀県高島市
    • 年月日
      2014-08-29

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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