細胞間ＲＮＡ干渉伝播のメカニズムの解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24390053
• 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

研究概要

遺伝子機能はほとんどの場合、ゲノムDNAからmRNAへ転写され、引き続き蛋白質へ翻訳されて機能分子を合成することで達成されている。近年の研究では、非コードRNAの存在が注目され、その典型的な例としてはRNA干渉という現象が良く知られている。RNA干渉は二本鎖RNAが細胞に入ると、同じ配列のmRNAを分解する現象である。線虫を用いた研究で発見されたが、その当初から特定の細胞で起こると細胞間で伝播し、別の細胞にも同じ遺伝子が発現していると、そのmRNAを分解することで全身性に作用する。これをsystemic RNAiと呼んでいる。線虫では特にこの現象が顕著に見られるが、後に発見された哺乳類等の高等生物でも弱いながら類似の現象が観察されている。さらに、線虫でsystemic RNAiが起こらなくなる変異体の遺伝子としてクローニングされたsid-1という遺伝子は哺乳類にもオーソログと思われる遺伝子が存在する。我々は、systemic RNAiが小胞輸送のメカニズムを何らかの形で使っているのではないかという仮説に基づき、線虫の小胞輸送関連遺伝子の変異体に対してsystemic RNAiの異常を呈するものがないかをスクリーニングした結果、新たに１つの遺伝子を見出した。この遺伝子の変異体ではsid-1変異体と同様に細胞間のRNAiの伝播が起こらなくなっていることが明らかになった。この遺伝子はヒトホモログが存在し、細胞内の小胞輸送に関わっている可能性が示唆される。

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

新規のsystemic RNAiに関わる分子の同定に成功した。概要には字数の制限のために記載できなかったが、小胞輸送としての機能部位や分子の機能ドメイン等まで解析が進んでおり、近く論文投稿を計画している。

今後の研究の推進方策

新規で見つかったsystemic RNAi異常の変異体はホモ接合体で生存増殖可能である。この変異体にGFPトランスジェニックを安定的に発現する株を作成した。野生型バックグラウンドではGFPに対するRNAiを作用させると、蛍光の消退が見られる。一方、systemic RNAi異常変異体では、GFPに対するRNAiを作用しても蛍光の消退は起こらない。そこで、この変異体にさらに変異を加え、GFPに対するRNAiが効くようになる新規の変異体（サプレッサー）をスクリーニングする。そのような変異体の原因遺伝子は元の遺伝子産物と同じ遺伝学的経路で働いている可能性が高い。このスクリーニングにより、systemic RNAiに関わる遺伝子群を網羅的に同定し、メカニズムの全貌を解明することを目指す。

研究成果

• [雑誌論文] The homologous carboxyl-terminal domains of microtubule-associated protein 2 and Tau induce neuronal dysfunction and have differential fates in the evolution of neurofibrillary tangles (2014)
  • 著者名/発表者名: Xie C, Miyasaka T, Yoshimura S, Hatsuta H, Yoshina S, Kage-Nakadai E, Mitani S, Murayama S, Ihara Y
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e89796
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0089796
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methods for single-/low-copy integration by ultraviolet and trimethylpsoralen treatment in Caenorhabditis elegans (2014)
  • 著者名/発表者名: Kage-Nakadai E, Imae R, Yoshina S, Mitani S
  • 雑誌名: Methods 巻: S1046-2023 ページ: 00091-7
  • DOI: 10.1016/j.ymeth.2014.02.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inactivation of Caenorhabditis elegans aminopeptidase DNPP-1 restores endocytic sorting and recycling in tat-1 mutants (2013)
  • 著者名/発表者名: Li X, Chen B, Yoshina S, Cai T, Yang F, Mitani S, and Wang X
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 24 ページ: 1163-1175
  • DOI: 10.1091/mbc.E12-10-0730
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondria-type GPAT is requied for mitochodrial fusion (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohba Y, Sakuragi T, Kage-Nakadai E, Tomioka NH, Kono N, Imae R, Inoue A, Aoki J, Ishihara N, Inoue T, Mitani S and Arai H
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 32 ページ: 1265-1279
  • DOI: 10.1038/emboj.2013.77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arl8/ARL-8 functions in apoptotic cell removal by mediating phagolysosome formation in Caenorhabditis elegans (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki A, Nakae I, Nagasawa M, Hashimoto K, Abe F, Saito K, Fukuyama M, Gengyo-Ando K, Mitani S, Katada T and Kontani K
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 24 ページ: 1584-1592
  • DOI: 10.1091/mbc.E12-08-0628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of PUD-1 and PUD-2, Two Proteins Up-Regulated in a Long-Lived daf-2 Mutant (2013)
  • 著者名/発表者名: Ding Y-H, Du Y-G, Luo S, Li Y-X, Li T-M, Yoshina S, Wang X, Klage K, Mitani S, Ye K, Dong M-Q
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e67158
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0067158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensory Neuron Fates Are Distinguished by a Transcriptional Switch that Regulates Dendrite Branch Stabilization (2013)
  • 著者名/発表者名: Smith CJ, O'Brien T, Chatzigeorgiou M, Spencer WC, Feingold-Link E, Husson SJ, Husson SJ, Hori S, Mitani S, Gottschalk A, Schafer WR, Miller DM III
  • 雑誌名: Neuron 巻: 79 ページ: 266-280
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.05.009
  • 査読あり
• [図書] Developmental gnetics of Caenorhabditis elegans in Brenner's Encyclopedia of Genetics, 2nd Ed. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kage-Nakadai E & Mitani S
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: Elsevier