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2022 年度 実績報告書

動物の生体における組織特異的mRNAプロセシングの進行過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03181
研究機関琉球大学

研究代表者

黒柳 秀人  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30323702)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード線虫 / RNAプロセシング / mRNA前駆体 / 遺伝子発現 / 代謝標識 / 新生RNA / 組織特異性
研究実績の概要

本研究では、線虫の生体で組織特異的にRNAを代謝標識して濃縮する手法を開発し、主要組織におけるmRNAのRNA-seq解析を行って、線虫における組織特異的選択的プロセシングの概要を明らかにし、転写と共役したmRNAプロセシングの進行過程と組織特異的選択的プロセシングパターンとの関連性を明らかにして、この生物種における選択的mRNAプロセシングの制御機構を体系的に理解することを目指していた。そのために、線虫の個体レベルでの新生mRNAを4-チオウリジンまたは4-チオウラシルで代謝標識する手法の確立を行った。そして、mRNAの品質管理機構であるnonsense-mediated mRNA decay (NMD)が不全であるsmg-2変異体を用いて新生RNAを標識・精製し、長リード次世代シーケンサーであるNanopore MinIONを用いて全長RNA配列を直接シーケンシング解析し、野生型のmRNAとの比較を行った結果、正常ならNMDで分解されてしまうmRNAスプライスバリアントを発現する遺伝子259個を同定し、EMBO Journal誌に発表した。一方、ウラシルのサルベージ経路の酵素の変異体を入手あるいはゲノム編集で作製してスクリーニングし、そのうちの1つをコードする遺伝子の変異体では4-TUがほとんどRNAに取り込まれないことを見出しており、この変異体の特定の組織にcDNAを発現させることで、組織特異的に発現するレスキュー株を作製した。4-TUによる代謝標識と精製を行った結果、その組織特異的にmRNAが濃縮できることを確認し、線虫でTU-taggingができるとのコンセプトの証明をすることができた。さらに、組織特異的RNAの解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 4件)

  • [雑誌論文] Structure of the<i>Caenorhabditis elegans</i>m6A methyltransferase METT10 that regulates SAM homeostasis2023

    • 著者名/発表者名
      Ju Jue、Aoyama Tomohiko、Yashiro Yuka、Yamashita Seisuke、Kuroyanagi Hidehito、Tomita Kozo
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 ページ: 2434~2446

    • DOI

      10.1093/nar/gkad081

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous measurement of nascent transcriptome and translatome using 4-thiouridine metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification2023

    • 著者名/発表者名
      Imai Hirotatsu、Utsumi Daisuke、Torihara Hidetsugu、Takahashi Kenzo、Kuroyanagi Hidehito、Yamashita Akio
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 ページ: e76

    • DOI

      10.1093/nar/gkad545

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Alternative splicing of a single exon causes a major impact on the affinity of Caenorhabditis elegans tropomyosin isoforms for actin filaments2023

    • 著者名/発表者名
      Ono Shoichiro、Watabe Eichi、Morisaki Keita、Ono Kanako、Kuroyanagi Hidehito
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 11 ページ: 1208913

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1208913

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ナンセンスコドン介在的mRNA分解(NMD)と共役した選択的スプライシングによる遺伝子発現の制御2022

    • 著者名/発表者名
      黒柳 秀人
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 94 ページ: 868~874

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2022.940868

    • オープンアクセス

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公開日: 2024-12-25  

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