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2014 年度 実績報告書

新規遺伝子発現・mRNA品質管理システム『mRNAポリA鎖制御系』の全容解明

研究課題

研究課題/領域番号 25291004
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

星野 真一  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (40219168)

研究分担者 細田 直  名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 講師 (40438198)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードmRNA分解 / 遺伝子発現 / 品質管理 / ポリA鎖 / 翻訳
研究実績の概要

①増殖シグナルによるc-myc mRNA特異的ポリA鎖分解抑制と遺伝子発現上昇のメカニズム:c-myc mRNAの3'UTRに配列特異的なRNA結合蛋白質CPEBが結合し、Tobを介してポリA鎖分解酵素Caf1をリクルートすることで負の発現制御がはたらいている。血清刺激によりTobはCPEBより解離し、c-myc mRNAの速やかな分解は抑制され、c-mycの発現レベルは上昇する。このTo-CPEB相互作用がTobのリン酸化により制御されるかどうかについて検討した。増殖刺激によりMAPキナーゼを介してリン酸化を受けることがすでに知られているTobのSer残基(152/154/164)をAlaに置換した非リン酸化型Tobおよびグルタミン酸に置換したリン酸化型Tobを作製し、Tobとの相互作用について検討したところ、野生型、非リン酸化型、リン酸化型のいずれの場合においてもCPEBとの結合は同様に観察された。また、非リン酸化型Tobにおいても血清刺激によるCPEBからの解離が観察された。従って、増殖刺激によるTobとCPEBの解離には、TobのSer残基(152/154/164)以外の修飾が関与する可能性が明らかとなった。
②NMDA刺激によるグルタミン酸受容体GluR2発現のメカニズム:ヒト神経芽細胞種由来SK-N-SH細胞を用い、NMDA刺激時におけるCPEB3-Tobの相互作用について免疫沈降法により検討した。NMDA刺激時においてこの相互作用に変化は認められず、TobとCaf1との結合への影響が強く示唆された。
③統合失調症関連因子hnRNPA1 mRNAのポリA鎖伸長による遺伝子発現の正の調節:スプライシング制御因子であるhnRNPA1のmRNAをレポーターとして、新規ポリA鎖制御系による調節のメカニズムを解析した。hnRNPA1の3'UTRにはRNA結合蛋白質QKIの結合配列QREが存在するが、このシス配列に依存してhnRNPA1のポリA鎖伸長が制御されていることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度においては、癌抑制遺伝子p53転写産物のポリA鎖伸長による遺伝子発現制御についても検討する予定であったが、GluR2およびhnRNPA1の研究課題が計画した以上に時間を費やし着手することができなかった。

今後の研究の推進方策

血清刺激に伴うTobとCPEBの結合解離の原因となるリン酸化部位の同定等、質量分析を含めた新しい解析手法を導入する必要性が生じたことから、来年度以降は当初計画を一部変更して進める。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] がん抑制遺伝子産物TobによるmRNA分解を介したがん抑制と学習記憶の調節2015

    • 著者名/発表者名
      尾上耕一、星野真一
    • 雑誌名

      ファルマシア特集号『RNA研究が切り開く薬学フロンティア』

      巻: 51 ページ: 27-31

  • [雑誌論文] Arsenite inhibits mRNA deadenylation through proteolytic degradation of Tob and Pan3.2014

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi, R., Hosoda, N., Hoshino, S.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 455 ページ: 323-331

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.11.015

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 細胞内における人工合成mRNAの分解機構2015

    • 著者名/発表者名
      星野真一
    • 学会等名
      第135回日本薬学会年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-26
  • [学会発表] mRNAポリA鎖調節および品質管理を介した高次生命機能の制御2015

    • 著者名/発表者名
      星野真一
    • 学会等名
      第3回CCR4-NOT研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-03-14
  • [学会発表] Control of mRNA deadenylation by apoptosis signal regulating kinase (ASK1)2014

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, M., Wakita, E., Hosoda, N., Hoshino, S.
    • 学会等名
      4th Zing Nucleic Acids Conference
    • 発表場所
      メキシコ、カンクン
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-09
  • [学会発表] A eRF3-targeted novel regulatory system in gene expression and apoptosis2014

    • 著者名/発表者名
      Hashinoto, Y., Nakamura, Y., Hoshino, S.
    • 学会等名
      Joint Australia and Japan RNA Meeting
    • 発表場所
      オーストラリア、シドニー
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-05
  • [学会発表] mRNA分解の分子メカニズムと遺伝子発現調節2014

    • 著者名/発表者名
      星野真一
    • 学会等名
      自然科学研究機構生理学研究所/統合バイオサイエンスセンター部門公開セミナー
    • 発表場所
      岡崎
    • 年月日
      2014-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA分解機構の解明と人工合成mRNAの安定化2014

    • 著者名/発表者名
      星野真一
    • 学会等名
      アンチセンス・遺伝子・デリバリーシンポジウム2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-09
    • 招待講演
  • [学会発表] eRF3ファミリーに属するGタンパク質GTPBP1の機能解析2014

    • 著者名/発表者名
      西浦 久達、野木森 拓人、川島 生、細田 直、星野 真一
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] ストレスキナーゼAsk1 によるmRNA ポリA 鎖分解の制御2014

    • 著者名/発表者名
      福島 真、脇田 恵里、細田 直、星野 真一
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] 脊髄小脳変性症の原因遺伝子Ataxin-2はmRNAデキャッピングを促進する2014

    • 著者名/発表者名
      稲垣 佑都、成瀬 貴文、細田 直、星野 真一
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] B型肝炎の治療を目指した人工合成mRNAの安定化・高効率発現系の確立2014

    • 著者名/発表者名
      野木森 拓人、西浦 久達、川島 生、細田 直、星野 真一
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [学会発表] ストレス時のmRNA安定化とストレス顆粒形成の分子機構2014

    • 著者名/発表者名
      山岸 良多、杉山 遥、富田 一範、成瀬 貴文、細田 直、星野 真一
    • 学会等名
      第16回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-07-23 – 2014-07-25
  • [産業財産権] 人工合成mRNAを細胞内において安定化させる方法2014

    • 発明者名
      星野真一、細田直、野木森拓人
    • 権利者名
      星野真一、細田直、野木森拓人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-98133
    • 出願年月日
      2014-05-09
  • [産業財産権] 人工合成mRNAの翻訳効率化方法2014

    • 発明者名
      星野真一、細田直、野木森拓人
    • 権利者名
      星野真一、細田直、野木森拓人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-107562
    • 出願年月日
      2014-05-23

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公開日: 2016-06-01  

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