細胞間RNA干渉伝播のメカニズムの解析

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24390053
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 三谷 昌平 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (90192757)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: RNA干渉 / 線虫 / 細胞間伝播

研究概要

二本鎖RNA(dsRiNA)は細胞内においてRNA干渉(RNAi)を引き起こすが、dsRNAは細胞外に分泌されて、別の細胞にも伝播し、RNAiを引き起こすことが知られている。これをsystemicRNAiと呼ぶ。dsRNAの細胞間移動に関わる分子としては、SID-1という膜蛋白質が知られており、dsRNAの取り込みに関わっている。しかし、この現象の全体像はほとんど理解されておらず、今後の解明が待たれる。本研究では、RNAi伝播がよく起こることが知られている線虫を用いて関わる分子の同定とその作用機序を解明し、ヒトなどの哺乳類細胞で同様のことが起こるかを検証するアプローチを取っている。
dsRNAの細胞内への取り込みにはエンドサイトーシスが関わるのではないかという仮説の下に、エンドサイトーシスの経路に関わる分子群についての線虫変異体を用いて、取り込みの程度をsystemicRNAiの効果の強度と関連付けて調べるている。クラスリン依存性経路、カベオラ依存性経路、CLIC/GEEC経路、マクロピノサイトーシス経路などの代表的な分子をコードする遺伝子の変異体を検索したところ、マクロピノサイトーシスに関わる分子の欠失変異体ストレインRB733において、顕著なsystemic RNAiの異常が観察された。擬体腔へのdsRNAのインジェクションでも表現型が再現し、一方、細胞に直接マイクロインジェクションを行うと、RNAiは正常に起こるため、細胞外から細胞内への取り込みの過程で働いていることが示唆される。今後は、作用機序をより細胞生物学的なレベルで検証し、サプレッサー遺伝子等の解析により、相互作用する分子の同定などを行うことでより詳細なメカニズムを明らかにする予定である。

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

RNA干渉の細胞伝播に関して、伝播異常を呈する変異体の同定と、その表現型の特徴の記載ができた。遺伝子の構造から、研究期間内に作用部位と機能を理解できる可能性が高い。

今後の研究の推進方策

引き続き、同定した遺伝子の構造と機能相関、他の遺伝子産物との相互作用等を解析し、論文発表を目指す。また、本現象に関連する新規遺伝子の追加同定とその機能解析を行い、全貌を明らかにする。

研究成果

• [雑誌論文] The Caenorhabd i t i s elegans HEN1 ortholog, HENN-1, methylates and stabilizes select subclasses of germline small RNAs (2012)
  • 著者名/発表者名: Billi AC, el al
  • 雑誌名: PLoS Genetics 巻: 8 ページ: e102617
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1002617
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel ADAMTS9/G0N-1 function for protein transport from the ER to the Golgi (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshina S, et al.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 23 ページ: 1728-1741
  • DOI: 10.1091/rabc.El1-10-0857
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA survei1lance-assoc iated genes are required for endoplasimic reticulum homeostasis (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakaki K, et al.
  • 雑誌名: Proc. N. A. S. 巻: 109 ページ: 8079-8084
  • DOI: 10.1073.pnas.110589109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological function, express ion pattern, and transcriptional regulation of a Caenorhabd i t i s elegans insulin-like peptide, INS-18 (2012)
  • 著者名/発表者名: Matunaga Y, et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Comm. 巻: 423 ページ: 478-483
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.05.145
  • 査読あり
• [雑誌論文] CED-1, CED-7, and TTR-52 Regulate Surface Phosphatidylserine Expression on Apoptotic and Phagocytic Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Mapes J, et al.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 22 ページ: 1267-1275
  • DOI: 10.1016/j.cub.2012.05.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] C. elegans Secreted Lipid-Binding Protein NRF-5 Mediates PS Appearance on Phagocytes for Cell Corpse En gulf merit (2012)
  • 著者名/発表者名: Zhang Y, et al.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 巻: 22 ページ: 1276-1284
  • DOI: 10.1016/j.cub.2012.06.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced Expression of BTBD10, an Akt activator, Drives Impairment of Motor Function (2012)
  • 著者名/発表者名: Nawa M, et al.
  • 雑誌名: Cell Death and Differentiation 巻: 19 ページ: 1398-1407
  • DOI: 10.1038/cdd.2012.19
  • 査読あり
• [雑誌論文] NRFL-1, the C. elegans NHERF Orthologue, Interacts with Amino Acid Transporter 6 (AAT-6) for Age-Dependent Maintenance of AAT-6 on the Membr (2012)
  • 著者名/発表者名: Hagiwara K, et al.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e43050
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0043050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depletion of raboa-7, an enzyme that incorporates polyunsaturated fattyacids into phosphatidyl inositol (PI), impairs PI-3-phosphate signaling in C. elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Lee H-C, et al.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 17 ページ: 748-757
  • DOI: 10.111/j.1365-2443.2012.01627.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The neuronally expressed Ras-family GTPase Di-Ras modulates neurotransmitter release in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Tada M, et al.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 17 ページ: 778-789
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01627.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatitis B Virus X protein targets the Be 1-2 protein CED-9 to induce intracel lular Ca2+increase and cell death in C. elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Geng X, et al.
  • 雑誌名: Proc. N. A. S. 巻: 109 ページ: 18465-18470
  • DOI: 10. 1073/pnas. 1204652109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large scale screening for targeted knockouts in the C. elegans genome (2012)
  • 著者名/発表者名: The C. elegans Deletion Mutant Consortium
  • 雑誌名: G3: genes, genomes and genetics 巻: 2 ページ: 1415-1425
  • DOI: 10.1534/g3.112.003830
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Caenorhabd i t i s elegans Insulin-like Peptide, INS-17: Its Physiological Function and Expression Pattern (2012)
  • 著者名/発表者名: Matunaga Y, et al.
  • 雑誌名: Biosci. Biotech. Biochem. 巻: 76 ページ: 2168-7172
  • 査読あり
• [学会発表] 光遺伝学技術を利用した侵害刺激からの逃避行動を規定する神経回路・遺伝子発現制御におけるbHLH型転写因子lin-32の新機能の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀 沙耶香, 他
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] 線虫の匂い選択行動の逆遺伝学的解析による分子機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末廣 勇司、三谷 昌平
  • 学会等名: 分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] Novel function of bHLH transcriptional factor lin-32 in escape/avoidance circuit in C. elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀 沙耶香、三谷 昌平
  • 学会等名: 神経科学学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Systematic reverse genetics approach to reveal mechanisms of odorant choice behavior in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: 末廣 勇司、三谷 昌平
  • 学会等名: 神経科学学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Single / low-copy integration of transgenes by UV/TMP methods (2012)
  • 著者名/発表者名: 中台 枝里子, 他
  • 学会等名: East Asia Worm Meeting
  • 発表場所: 台北
  • 年月日: 2012-06-28
• [学会発表] Identification of a novel ADAMTS9/G0N-1 function for protein transport from the ER to the Golgi (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉名 佐和子, 他
  • 学会等名: 細胞生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-05-29
• [図書] 超ビジュアル病態生理学(分担、翻訳) (2012)
  • 著者名/発表者名: 三谷 昌平
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: メジカルビュー
• [備考]
  • URL: http://www.twmu.ac.jp/Basic/physiol2/