RNA結合蛋白質Musashi1によるlet-7機能発現阻害の分子機構解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21700413
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 今井 貴雄 慶應義塾大学, 医学部, 助教 (10383712)
• キーワード: RNA結合蛋白質 / let-7 / Musashi / miRNA / 翻訳

研究概要

神経系幹細胞に強く発現するMusashi1は、進化的に高度に保存されたRNA結合蛋白質である。このMusashi1結合配列を全21塩基中に2個有するlet-7miRNA(let-7α,let-7f)は、Musashi1の標的RNAと考えられ、実際に試験管内で分子間相互作用することが確かめられている。本年度は、以下に記す研究成果を得た。PAZドメインはmicroRNAの3'端と相互作用しているAgo2蛋白質機能発現の重要部位であるが、PAZドメインとMusashi1蛋白質を共存させるとPAZドメインの蛋白質が不安定となることが明らかとなった昨年度の研究知見を受け、この不安定性の増大はMG132の添加によって回避されることが明らかとなり、ユビキチンプロテアソームによる蛋白質分解が原因だと考えられた。10アミノ酸ずつ段階的に欠削したPAZドメイン変異体をHEK293T細胞内で発現させてMusashi1蛋白質と共存させたところ、不安定化が起こらなくなる欠失部位を同定した。この部位には、ユビキチン付化がなされるアミノ酸が存在し、そのアミノ酸を別のアミノ酸に置換することにより、Musashi1依存的な蛋白質分解(不安定化)が回避された。また、Ago2は幹細胞特異的に発現するE3-ligaseの一つであるLin-41によってユビキチン化がなされることが明らかとなっているが、Ago2とMusashi1も同一蛋白質複合体に存在する局面があることから、Ago2-Musashi1-Lin41三者の相互作用の可能性を示唆した。総じて、本研究で明らかとなったMusashi1によるPAZドメインの蛋白質分解促進は、Musashi1が配列特異的に結合するlet-7などのmicroRNAに対する選択性を有した機能減弱の原因となる新しい分子機構であると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of a Novel Intronic Enhancer Responsible for the Transcriptional Regulation of Musashil in Neural Stem/Progenitor Cells. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawase S, Imai T, Miyauchi-Hara C, Yaguchi K, Nishimoto Y, Fukami SI, Matsuzaki Y, Miyawaki A, Itohara S, Okano H
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 4(Epub ahead of print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Musashi 1 cooperates in abnormal cell LINeage protein 28 (Lin28)-mediated Let-7 family microRNA biogenesis in early neural differentiation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawahara H, Okada Y, Imai T, Iwanami A, Mischel PS, Okano H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 286(Epub ahead of print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural RNA-binding protein Musashi1 controls midline crossing of precerebellar neurons through posttranscriptional regulation of Robo3/Rig-1 expression. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuwako K, Kakumoto K, Imai T, Igarashi M, Hamakubo T, Sakakibara S, Tessier-Lavigne M, Okano HJ, Okano H.
  • 雑誌名: Neuron 巻: 12 ページ: 407-421
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Musashi family RNA-binding proteins in stem cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Horisawa K., Imai T, Okano H, Yanagawa H
  • 雑誌名: BioMol Concepts 巻: 1 ページ: 59-66
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト悪性脳腫瘍癌幹細胞におけるMusashiの発現と抗腫瘍効果のメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 武藤淳、今井貴雄、馬渕洋、松崎由未、吉田一成、岡野栄之
  • 学会等名: 第10回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 京王プラザホテル・東京
  • 年月日: 2011-03-02
• [学会発表] 神経幹細胞におけるmusashi1遺伝子の転写制御解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 河瀬聡、今井貴雄、原央子、矢口邦夫、糸原重美、岡野栄之
  • 学会等名: 第33回日本神経科学会・第50回日本神経化学会・第20回神経回路学会合同年会
  • 発表場所: 神戸国際会議場・神戸
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Ribonomics解析によるMusashiを介したmRNA regulonの同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今井貴雄、河原裕憲、河瀬聡、岩成宏子、望月康弘、児玉龍彦、浜窪隆雄、岡野栄之
  • 学会等名: 第12回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 一橋記念講堂・東京
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] RNA結合蛋白質Msi1と新規標的mRNAの相互作用解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 堀澤健一、松尾薫、今井貴雄、岡野栄之、柳川弘志
  • 学会等名: 第12回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 一橋記念講堂・東京
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] 分化制御の鍵をにぎる翻訳抑制複合体のNMR構造機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大山貴子、永田崇、田中志穂、飯倉裕之、河原裕憲、今井貴雄、岡野栄之、山崎俊夫、片平正人
  • 学会等名: 第12回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 一橋記念講堂・東京
  • 年月日: 2010-07-27