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2013 年度 実績報告書

LINEの機能的ユニットの構築と移行の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 24370001
研究機関東京大学

研究代表者

藤原 晴彦  東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40183933)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードLINE / レトロトランスポゾン / 転移機構 / 核移行 / リボヌクレオタンパク質
研究概要

LINE(別名non-LTR型レトロトランスポゾン)はほとんどの真核細胞に存在し、最も活動的な転移因子にも関わらず、その特有な転移過程の多くは解明されていない。LINEのmRNAは転写・翻訳されると、コードしたORF1, ORF2タンパク質とリボ核タンパク質(RNP)複合体を形成し、核内の標的サイトへ移行し、標的DNA上で逆転写されるが、本研究ではLINE・RNPの(1)形成過程(2)核内移行(3)標的DNAとの相互作用に関わるLINE内部の機能的な構造を解明することを目的とした。
ヒトゲノム中で最も大量に存在するLINEであるL1のORF1タンパク質(ORF1p)とORF2pのRNP形成過程を調べるために、翻訳制御について解析を進めた。ORF1とORF2の間にあるIntergenic Region(IG)がORF2pの翻訳を抑制する一方で、ORF2pの翻訳に必要な領域もIGに含まれていることが判明した。またLINEの2個のORFはオーバーラップしていることが多いが、L1では2個のORFは分離して存在するため、Nonsense-mediated mRNA decay (NMD)の対象となることが予想された。しかし、解析の結果L1はNMDの影響を受けておらず、NMDを回避する仕組みをもっていると考えられた。一方、LINEの核内移行を調べるために、rDNA特異的LINEのR1とR7タンパク質の細胞内局在を調べた。その結果いずれのORF2p(の一部が)もrDNAが存在する核小体に局在した。この結果は、標的特異的LINEにとって核移行がその特異性にとって大きな役割を果たしている可能性を示す興味深い結果である。

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

当初予定していた、LINEのRNPの核内移行に関しては、rDNA特異的LINE(R1, R7)を用いて初めてその局在を明らかにすることができた。一方で、SART1の転移システムについてはウィルスベクターの影響が排除できない問題が生じた。

今後の研究の推進方策

rDNA特異的LINEにはORFがひとつだけのR2やR8などがあるため、今回得られた局在性をこれらの因子で調べ、R因子(rDNA特異的LINE)全般で標的移行に関して共通の性質が保存されているかどうかを確かめたい。一方、SART1の転移システムに関しては、ウィルスベクターの影響を排除するために、In vitro translationのシステムなどを用いて、あらたな解析方法も構築することを考える。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度はタンパク質の核内での局在解析を主に行って、費用がかかるDNA解析のための消耗品は購入せず、また成果発表のための旅費を使用しなかった。平成26年度はそれらの物品費などを使用する予定である。
今年度初めて、rDNA特異的LINEの局在を明確に調べることに成功したので、この技術を用いて、テロメア特異的LINE・SART1やほかのR因子の局在を調べ、さらにSART1に関してはin vitro翻訳システムなど、ウィルスベクター以外の手法を開発する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular Basis of the wing coloration in a Batesian mimic butterfly, Papilio polytes.2013

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa, H., Iga, M., Yamaguchi, J., Saito, K., Kataoka, H., Suzuki, Y., Sugano, S. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Sci. Rep

      巻: 3:e3184 ページ: 頁なし

    • DOI

      10.1038/srep03184.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Scale Full-Length cDNA Sequencing Reveals a Unique Genomic Landscape in a Lepidopteran Model Insect, Bombyx mori.2013

    • 著者名/発表者名
      Suetsugu Y, Futahashi R, Kanamori H, Kadono-Okuda K, Sasanuma SI, Narukawa J, Ajimura M, Jouraku A, Namiki N, Shimomura M, Sezutsu H, Osanai-Futahashi M, Suzuki MG, Daimon T, Shinoda T, Taniai K, Asaoka K, Niwa R, Kawaoka S, Katsuma S, Tamura T, Noda H, Kasahara M, Sugano S, Suzuki Y, Fujiwara H,
    • 雑誌名

      G3

      巻: 3 ページ: 1481-1492

    • DOI

      10.1534/g3.113.006239.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Periodic Wnt expression in response to ecdysteroid generates twin-spot markings on caterpillars.2013

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, J. Yamamoto, K. Mita, K. Bannno, Y., Ando, T. and Fujiwara, H.
    • 雑誌名

      Nat. Commun

      巻: 4:e1857 ページ: 頁なし

    • DOI

      10.1038/ncomms2778.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 特集「昆虫の色素・紋様形成」に当たって2013

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦
    • 雑誌名

      蚕糸昆虫バイオテック

      巻: 82 ページ: 3-4

  • [学会発表] 擬態型シロオビアゲハとモデル蝶ベニモンアゲハの翅の赤色色素はどのように生じるか2013

    • 著者名/発表者名
      西川英輝、山口淳一、片岡宏誌、斉藤一樹、鈴木穣、菅野純夫、藤原晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市)
    • 年月日
      20131205-20131205
  • [学会発表] ベイツ型擬態の分子的背景を探る2013

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦、西川英輝、飯島拓郎、堀寛、安藤俊哉、山口淳一、伊藤武彦、梶谷 嶺、鈴木穣、菅野純夫、豊田敦、藤山浅尾、片岡宏誌、斉藤一樹
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会、ワークショップ「ゲノムワイドアプローチを利用した進化研究」
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市)
    • 年月日
      20131205-20131205
  • [学会発表] アゲハ蛹の環境に応答した保護色形成の分子機構2013

    • 著者名/発表者名
      信田真由美、村岡洋輔、西川英輝、山口淳一、藤原晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市)
    • 年月日
      20131204-20131204
  • [学会発表] イモムシ体表の縞状紋様の原因遺伝子の同定2013

    • 著者名/発表者名
      上村望、溝口喬之、安藤俊哉、伴野豊、山本公子、山口淳一、藤原晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市)
    • 年月日
      20131204-20131204
  • [学会発表] アゲハチョウの幼虫紋様形成を機能的に検証する2013

    • 著者名/発表者名
      関拓実、山口淳一、安藤俊哉、藤原晴彦
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市)
    • 年月日
      20131204-20131204
  • [学会発表] 鱗翅目幼虫の外皮突起構造の形成メカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      枝吉美奈、山口淳一、伴野豊、山本公子、三田和英、藤原晴彦
    • 学会等名
      第84回日本動物学会年会
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 年月日
      20130927-20130927
  • [学会発表] ホルモン応答を介した昆虫擬態紋様の形成と進化2013

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦、山口淳一、二橋亮、安藤俊哉、関拓実
    • 学会等名
      第84回日本動物学会年会、シンポジウム「紋様・体色形成研究の新たな展開」(オーガナイザー藤原晴彦)
    • 発表場所
      岡山大学・津島キャンパス
    • 年月日
      20130926-20130926
  • [学会発表] ベイツ型擬態を分子から解く2013

    • 著者名/発表者名
      藤原晴彦、西川英輝、飯島拓郎、堀寛、安藤俊哉、伊藤武彦、梶谷 嶺
    • 学会等名
      第85回日本遺伝学会、シンポジウム「ミクロ進化とマクロ進化のギャップをどう埋めるのか」
    • 発表場所
      慶応大学・日吉キャンパス
    • 年月日
      20130919-20130919
  • [図書] Subtelomeres(分担執筆でchapter13を担当)2014

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara, H.
    • 総ページ数
      227-241
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 遺伝システム革新学分野

    • URL

      http://www.idensystem.k.u-tokyo.ac.jp/index.htm

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公開日: 2015-05-28  

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