研究課題
本研究では、NEAT1とHSATIII arcRNAを骨格にして相分離形成されるパラスペックルと核内ストレスボディという二つの相分離構造体をモデルにして、arcRNAによる相分離構造体の構築、物性決定、作動のためのRNA暗号解読に取り組んだ。 相分離構造体の構築機構については、これまで構築した様々なNEAT1 lncRNAの変異体を用いた解析によって、パラスペックルがミセル化というミクロ相分離過程を経て形成されることを、ソフトマター物理学理論を取り入れた共同研究によって明らかにした。この機構では、NEAT1 lncRNAがブロック共重合体として末端部位に親水性領域、中央部に疎水性領域を形成している可能性が浮上した。そこで、これらの因子を同定するためのMS2係留系を確立して、その因子の探索を開始した。相分離構造体の作動機構については、核内ストレスボディを中心に、これまで実施者らが明らかにしたスプライシング制御機構のキーとなる温度依存的なリン酸化酵素CLK1の係留機構について解析を進めた。その結果、CLK1のN末端天然変性領域の特定の領域にこの係留に関わる領域があることが明らかになった。さらにこの機構とは異なる温度依存的スプライシング機構について、RNA修飾因子の機構解析を実施した。ゲノムワイドな新規arcRNAの探索については、実施者がこれまでに開発したarcRNA探索手法である難溶性RNA-seqを熱、浸透圧、低栄養などのストレス処理細胞で実施して、様々なストレス誘導性の難溶性なRNA種を同定した。現在これらのRNAの細胞内構造体への局在の解析などを実施している。
1: 当初の計画以上に進展している
平行して実施している全ての項目について、予想以上の新知見を得ることに成功した。特に 相分離構造体の構築機構については、実験と理論を組み合わせた新しい研究体制によって、RNAを骨格として用いている理由を説明しうる基盤的な知見を得ることに成功し、その成果を論文化できた点も特筆すべきことである。
相分離構造体の構造形成、作動、新規構造体RNAの探索と言った全ての項目について、今年度得られた重要な新規知見をさらに展開して、RNAによる相分離誘導に関する基盤知見を確立することを目指す。そのために、これまでに確立した実験と理論双方からの研究をさらに推進しつつ、新たなイメージングや情報科学の技術を取り入れた展開を模索したいと考えている。
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すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)
Soft Matter
巻: 16 ページ: 4692-4698
10.1039/c9sm02458a
Translational psychiatry
巻: 10 ページ: 171-171
10.1038/s41398-020-0854-2
Cell Death & Disease
巻: 11 ページ: 677
10.1038/s41419-020-02854-7
Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)
巻: 2254 ページ: 283-303
10.1007/978-1-0716-1158-6_18
Nature communications
巻: 12 ページ: 236-236
10.1038/s41467-020-20487-4
