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2020 年度 実績報告書

RNAの「もつれ」による細胞内相分離の誘発機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K22374
研究機関大阪大学

研究代表者

廣瀬 哲郎  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (30273220)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワードRNA / 超分子複合体 / 核構造・機能 / タンパク質
研究実績の概要

前年度に引き続き、核内相分離構造体パラスペックルの構造骨格として働いているNEAT1 lncRNAが、パラスペックル構造体中で、NEAT1の両末端を構造体表面領域(シェル)に、中央領域を構造体内部領域(コア)に存在しU字型の立体構造をとりつつ、5'側と3'側をひとまとめになって存在している機構についてCRISPR/cas9ゲノム編集による変異解析を行った。その結果、5'と3'領域のそれぞれを欠失したNEAT1変異体は、パラスペックル内部でU字構造を取りづらくなり、欠失側のRNA末端がシェルからコアに存在位置を変化させ線状構造に変化することが明らかになった。さらに5'と3'末端領域の両方を同時に欠失させると、もはやシェルーコア構造は取れなくなり、構造体内にランダムにRNA末端が配置するように変化することが明らかになった。またパラスペックルの大きさや含まれるRNAの分子数もこうした欠失変異によって大きく変化することが明らかになった。さらにこうした挙動を共同研究によって構築したソフトマター物理学の構造体形成理論に沿って検証したところ、野生型NEAT1とタンパク質からなる複合体が、両末端に親水性領域と中央に疎水性領域からなるブロック共重合体として振る舞い、それらがミセル構造を形成する過程がパラスペックルの形成過程をうまく説明できることが明らかになった。一方で共同研究による情報学的解析によって、NEAT1は全長にわたって多数の短いRNA-RNA相互作用によってRNA分子同士が会合できることが明らかになり、こうしたRNAのもつれがNEAT1ブロック共重合体を束ねてシェル領域において5'領域と3'領域を区画化する原動力となっている可能性が強く示唆された。この成果に関する論文を投稿し、最近EMBO Journal誌にアクセプトされた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [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
  • [国際共同研究] CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS
  • [雑誌論文] Paraspeckles are constructed as block copolymer micelles2021

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki T, Yamamoto T, Yoshino H, Souquere S, Nakagawa S, Pierron G, Hirose T.
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      10.15252/embj.2020107270

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] CRISPR-Mediated Mutagenesis of Long Noncoding RNAs2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki T, Hirose T.
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol

      巻: 2254 ページ: 283-303

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-1158-6_18

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRISPR-Mediated Mutagenesis of Long Noncoding RNAs2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto T , Yamazaki T , Hirose T
    • 雑誌名

      Soft Matter.

      巻: 16 ページ: 4692-4698

    • DOI

      10.1039/c9sm02458a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ゲノムの暗黒物質はどこまで解明されたか2020

    • 著者名/発表者名
      廣瀬哲郎
    • 雑誌名

      北海道医学雑誌

      巻: 95 ページ: 99-101

  • [学会発表] 非コードRNAによる相分離構造体の形成と機能制御2021

    • 著者名/発表者名
      廣瀬哲郎
    • 学会等名
      第112回 未来医療セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] HSATIII IncRNAs dictate primate-specific response to thermal stress through the dual mechanisms of splicing control2020

    • 著者名/発表者名
      二宮賢介, 廣瀬哲郎
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 非コードRNAによる相分離構造体の形成と機能制御2020

    • 著者名/発表者名
      廣瀬哲郎
    • 学会等名
      核酸医薬シンポジウム 2020
    • 招待講演
  • [学会発表] ノンコーディングRNAによる核内構造体アーキテクチュア2020

    • 著者名/発表者名
      廣瀬哲郎
    • 学会等名
      第79回 日本癌学会 学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation and function of phase separated nuclear bodies formed by architectural RNAs2020

    • 著者名/発表者名
      廣瀬哲郎
    • 学会等名
      第93回 日本生化学会大会
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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