RNA干渉伝播に必須な小胞輸送経路の役割の解析

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05123
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 三谷 昌平 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (90192757)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: RNA干渉 / 線虫 / 小胞輸送 / 亜鉛トランスポーター

研究実績の概要

我々はENTHドメインタンパク質RSD-3の欠損により全身性RNAiの効果が低下することを発見し、この変異体の抑圧変異体（サプレッサー）の分離を行い、そのうちの１つがZIPタイプの亜鉛トランスポーターであることを見出した。この遺伝子の変異は単独でも若干の全身性RNAiの効果が増強する傾向にあり、RSD-3と小胞輸送のどこかで拮抗的に働くと想像される。RSD-3は二本鎖RNAの取り込みに関わることが示唆されているので、亜鉛輸送体自体は、取り込みの抑制を行うか、細胞外への分泌を抑制していることが考えられる。このトランスポーターは主として後期エンドソームに局在し、細胞質に亜鉛を輸送すると考えられる。線虫に亜鉛キレーターを投与して全身性RNAiを作用させると、RNAiの効果が増強し、逆に、高濃度亜鉛処理後ではRNAi効果が減弱する。亜鉛輸送体は、RSD-3以外のRNAiに障害のある変異体との相互作用を調べたところ、sid-1、sid-2に対しては抑圧効果がなかったが、sid-3、sid-5に対しては抑圧効果が認められた。ドメインスワップを用いたコンストラクを用いたレスキュー解析により、C末端に近い膜貫通部位の細胞質付近のアミノ酸残基のモチーフによって後期エンドソームに局在する場合には機能があるが、その部位が別のアミノ酸に置き換えられると活性がないことが分かった。線虫ゲノムに存在する亜鉛トランスポーター２８種類について単独のRNAi促進効果とrsd-3変異体への抑圧効果を調べたが、作用が認められたのが１遺伝子のみであったことなどから、この結果は、RNAi作用に置いて亜鉛濃度が重要な部位が限局していることを示していると考えられる。

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

我々が発見した全身性RNA干渉に必要な分子RSD-3の抑圧遺伝子をスクリーニングで同定した。亜鉛輸送体の１つであることが判明し、その局在などの基本事項はほぼ解明できた。亜鉛が全身性RNA干渉の効率に影響することが亜鉛添加や亜鉛キレーターなどから分かったので、現象として間違いないと考えており、論文執筆中である。

今後の研究の推進方策

亜鉛輸送体と共に発見したrsd-3変異体の抑圧遺伝子の１つリン脂質輸送体の局在等の基本情報を取得済である。この分子の作用機序が解明できそうなので、２０１９年度に残りのデータを取得し論文投稿を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Electron microscopy study using platelets in patients and functional studies in a Caenorhabditis elegans model (2019)
  • 著者名/発表者名: Uehara T, Suzuki H, Okamoto N, Kondoh T, Ahmad A, O'Connor BC, Yoshina S, Mitani S, Kosaki K, Takenouchi T
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 9 ページ: 4418
  • DOI: 10.1038/s41598-019-40988-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Near-Comprehensive Resequencing of Cancer-Associated Genes in Surgically Resected Metastatic Liver Tumors of Gastric Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikari N, Serizawa A, Mitani S, Yamamoto M, Furukawa T
  • 雑誌名: Am J Pathol. 巻: 189 ページ: 784-796
  • DOI: 10.1016/j.ajpath
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and function analysis of the C. elegans aminophospholipid translocase TAT-1. (2019)
  • 著者名/発表者名: Chen YZ, Kloditz K, Lee ES, Nguyen DP, Yuan Q, Johnson J, Lee-Yow Y, Hall A,Mitani S, Xia NS, Fadeel B, Xue D
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 132 ページ: jcs227660
  • DOI: 10.1242/jcs.227660
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] UDP-N-acetylglucosamine-dolichyl-phosphate N-acetylglucosaminephosphotransferase is indispensable for oogenesis, oocyte-to-embryo transition, and larval development of the nematode Caenorhabditis elegans. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanaki N, Matsuda A, Dejima K, Murata D, Nomura KH, Ohkura T, Gengyo-Ando K,Yoshina S, Mitani S, Nomura K
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 29 ページ: 163-178
  • DOI: 10.1093/glycob/cwy104
  • 査読あり
• [雑誌論文] The small GTPase ARF-1.2 is a regulator of unicellular tube formation in Caenorhabditis elegans. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kage-Nakadai E, Sun S, Iwata S, Yoshina S, Nishikawa Y, Mitani S
  • 雑誌名: J Physiol Sci. 巻: 69 ページ: 47-56
  • DOI: 10.1007/s12576-018-0617-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Imbalanced Expression of Tau and Tubulin Induces Neuronal Dysfunction in C. elegans Models of Tauopathy. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyasaka T, Shinzaki Y, Yoshimura S, Yoshina S, Kage-Nakadai E, Mitani S, Ihara Y
  • 雑誌名: Front Neurosci. 巻: 12 ページ: 415
  • DOI: 10.3389/fnins.2018.00415
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] OFF-responses of interneurons optimize avoidance behaviors depending on stimulus strength via electrical synapses. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hori S, Oda S, Suehiro Y, Iino Y, Mitani S
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 14 ページ: e1007477
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1007477
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] ナショナルバイオリソースプロジェクト「実験動物 線虫」
  • URL: https://shigen.nig.ac.jp/c.elegans/?lang=japanese
• [備考] 東京女子医科大学医学部 生理学講座（分子細胞生理学分野）
  • URL: http://www.twmu.ac.jp/Basic/physiol2/
• [産業財産権] 老化防止剤または寿命延長剤 (2019)
  • 発明者名: 三谷昌平 他
  • 権利者名: 東京女子医科大学 他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2019-006871