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2021 年度 実施状況報告書

ノンコーディング配列Aluレトロトランスポゾンの転移制御因子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K19219
研究機関京都大学

研究代表者

三好 知一郎  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (60378841)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードAlu / レトロトランスポゾン / 転移 / LINE-1 / ゲノム
研究実績の概要

現在Aluの転移をモニターするレポーターコンストラクトは、G418耐性遺伝子ただ1種類しか存在しない。このためコロニー形成能の低い細胞株や既に遺伝子改変によりG418耐性となっている細胞株についてはAluの転移を観察することができない。そこでAluの転移アッセイをより多くの細胞株に適用し、かつその制御因子を広範に探索するための遺伝学スクリーニングへと発展させるために、これを蛍光タンパク質によって可視化する手法の開発に取り組んだ。本年度ではEGFPをAluの転移レポーターとするベクターを新規に作成した。レポーター遺伝子内の様々な部位に自己スプライシングイントロンを挿入して、Aluの転移が生じてはじめてEGFPが発現する細工を施した。興味深いことに、このAlu-EGFPコンストラクトをRNA polymerase IIによって転写させても自己スプライシングはほとんど起こらなかったが、RNA polymerase IIIによって転写させたところ高効率で自己スプライシングが観察された。Alu本来はRNA polymerase IIIによって転写されるため、これらは有望な新規転移レポーターとなりうる可能性が高い。実際これをAluの転移アッセイに用いた予備実験から、転移を可視化することができたため、多くの細胞株に用いることができる汎用ベクターと組み合わせることで実用化する目処が立った。
さらにその転移を実行する逆転写酵素ORF2pの質量分析結果を実施し、様々な宿主相互作用因子を同定した。現在これらの因子がどのような機能を担う因子なのか、GO解析などを用いたグループ分けなどを行い、候補因子群の選定に向けた準備を進めている。

現在までの達成度 (区分)
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

Alu転移を許容する細胞株を用いて、その転移を実行する逆転写酵素ORF2pの質量分析結果を取得したことに加えて、Aluの転移をモニターする新たなレポーターコンストラクトを構築しつつある。後者は蛍光タンパク質を利用しているため、Aluの転移を可視化またはFACSなどによってソーティングする技術基盤につながる。これによりAlu制御因子の網羅的スクリーニングを当初の計画より早く実施することを見込んでいる。

今後の研究の推進方策

まず質量分析で同定されたORF2p相互作用因子を機能的な違いによってクラス分けを行い、どのような経路に関わる因子が相互作用するのか解析を進め、候補因子を選別する。ただし対象は膨大であり、決め打ちとなる選び方だけでは効率が悪いため、Alu転移をGFPによってモニターする系の確立を目指す。次にこれを用いてAlu転移に関与する遺伝子をハイスループットスクリーニングによって特定する準備を開始する。その後、生化学と遺伝学から得られた双方のデータを比較検することによって、解析すべき因子・複合体の選定・解析作業へと移行する。

次年度使用額が生じた理由

昨年度使用予定として購入を計画していた合成オリゴが、合成が困難な配列設計であったため、納期が年度内に間に合わない可能性が生じたので、これを次年度初期に発注することとし、その分の予算を繰り越す必要があったため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] The interferon stimulated gene-encoded protein HELZ2 inhibits human LINE-1 retrotransposition and LINE-1 RNA-mediated type I interferon induction2022

    • 著者名/発表者名
      Luqman-Fatah Ahmad、Watanabe Yuzo、Ishikawa Fuyuki、Moran John V.、Miyoshi Tomoichiro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.03.26.485892

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 宿主因子によるヒトLINE-1の制御メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      三好 知一郎
    • 学会等名
      第5回 転移因子研究会「転移因子と宿主の相互作用による生命機能と進化」
    • 招待講演
  • [学会発表] 宿主因子による転移因子LINE-1の転移制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      三好 知一郎
    • 学会等名
      第93回 日本遺伝学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Multilayered host mechanisms that control human LINE-1 retroransposition2021

    • 著者名/発表者名
      三好 知一郎
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] The interferon-stimulated gene protein HELZ2 inhibits human LINE-1 retrotransposition2021

    • 著者名/発表者名
      Abdul Fatah A.L., Watanabe Y., Ishikawa F., Moran J.V. and Miyoshi T.
    • 学会等名
      Genetics Society of AustralAsia 2021 Online Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular interplay between mitochondrial and nuclear single-stranded DNA-binding proteins facilitate human LINE-1 retrotransposition2021

    • 著者名/発表者名
      Sugino K., Makino T., Watanabe Y., Ishikawa F., Moran J.V. and Miyoshi T.
    • 学会等名
      The Mobile DNA Conference: Evolution, Diversity, and Impact, FASEB Science Research Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Interferon-stimulated genes regulate human LINE-1 retrotransposition2021

    • 著者名/発表者名
      Abdul Fatah A.L., Watanabe Y., Ishikawa F., Moran J.V. and Miyoshi T.
    • 学会等名
      The Mobile DNA Conference: Evolution, Diversity, and Impact, FASEB Science Research Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] The interferon-stimulated gene protein HELZ2 inhibits human LINE-1 retrotransposition2021

    • 著者名/発表者名
      Abdul Fatah A.L., Watanabe Y., Ishikawa F. and Miyoshi T.
    • 学会等名
      EMBL Symposium: The Mobile Genome: Genetic and Physiological Impacts of Transposable Elements
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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