非コードRNAによる細胞内構造構築機序の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26291001
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 廣瀬 哲郎 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (30273220)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 生体分子 / 核酸 / 発現制御 / 細胞 / ゲノム

研究実績の概要

1. 前年度までに詳細に明らかにしてきたパラスペックル核内構造体の構成タンパク質の中の、特にプリオン様タンパク質の役割の解析を進めた。まずパラスペックルの構造骨格として機能するNEAT1 lncRNAが、通常のRNA抽出操作に対して著しい難抽出性を示すことを明らかにし、この性質は注射針に抽出液を通すなどの力を加えることによって抽出できることを発見した。この難抽出性を司る原因が、プリオン様タンパク質とNEAT1との複雑な相互作用ネットワークによることを明らかにするために、パラスペックルを構成する複数のプリオン様タンパク質のKO細胞株を作製し、その中からFUSというRNA結合性のプリオン様タンパク質が、NEAT1の難溶性に関わることを見出した。さらにFUS KO細胞へのレスキュー実験によって、プリオン様ドメインを欠いたFUSではレスキューができないことが明らかになり、FUSのプリオン様ドメインが難溶性を決定することが明らかになった。さらにFUSの結合領域であるNEAT1領域を欠失させた変異NEAT1は難溶性が著しく弱まることが明らかになった。これによって、FUSとNEAT1のRNA-タンパク質相互作用の重要性が明らかになった。この難溶性は、パラスペックル構造体の構造構築を支える性質であることも明らかになった。
2. NEAT1の難溶性を考慮して、パラスペックル構成因子の定量解析を実施し、１つのパラスペックルには約50分子のNEAT1が含まれることが明らかになった。また1分子のNEAT1に結合する各プリオン様タンパク質の定量解析を行うためのCLIP-seqデータを収集した。また共同研究によって電子顕微鏡と超解像顕微鏡を用いて、各構成因子のパラスペックル内のおおまかな存在領域を明らかにした。上記研究成果は、EMBO Journal、J Cell Biolの一部として発表した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] CNRS(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CNRS
• [国際共同研究] 西オーストラリア大(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: 西オーストラリア大
• [国際共同研究] KAUST(サウジアラビア)
  • 国名: サウジアラビア
  • 外国機関名: KAUST
• [雑誌論文] RNase sensitivity screening for nuclear bodies with RNA scaffolds in mammalian cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mannen T, Hirose T
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: - ページ: 印刷中
  • DOI: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unusual semi-extractability as a hallmark of nuclear body-associated architectural noncoding RNAs (2017)
  • 著者名/発表者名: Chujo T, Yamazaki T, Kawaguchi T, Kurosaka S, Takumi T, Nakagawa S, Hirose T
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: - ページ: 印刷中
  • DOI: 10.15252/embj.201695848
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] p53 induces formation of NEAT1 lncRNA-containing paraspeckles that modulate replication stress response and chemosensitivity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Adriaens C, Standaert L, Barra J, Latil M, Verfaillie A, Kalev P, Boeckx B, Wijnhoven PWG, Radaelli E, Vermi W, Leucci E, Lapouge G, Beck B, ven den Oord J, Nakagawa S, Hirose T, Sablina AA, Lambrechts D, Aerts S, Blanpain C, Marine JC.
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 22 ページ: 861-868
  • DOI: 10.1038/nm.4135
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Sam68 nuclear body is composed of two RNase-sensitive substructures joined by the adaptor HNRNPL. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mannen T, Yamashita S, Tomita K, Goshima N, Hirose T.
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 214 ページ: 45-59
  • DOI: doi: 10.1083/jcb.201601024
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Control of the heat stress-induced alternative splicing of a subset of genes by hnRNP K. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Furukawa M, Fukumura K, Kawamura A, Yamada T, Suzuki H, Hirose T, Sakamoto H, Inoue K
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 21 ページ: 1006-1014
  • DOI: 10.1111/gtc.12400
  • 査読あり
• [雑誌論文] GAS5 Gene (2016)
  • 著者名/発表者名: Aly, MK, Hirose T
  • 雑誌名: Encyclopedia of Life Sciences 巻: Epub ページ: Epub
  • DOI: 10.1002/9780470015902.a0005019.pub3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural, super-resolution microscopy analysis of paraspeckle nuclear body organization. (2016)
  • 著者名/発表者名: West JA, Mito M, Kurosaka S, Takumi T, Tanegashima C, Chujo T, Yanaka K, Kingston RE, Hirose T, Bond C, Fox A, Nakagawa S
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 214 ページ: 817-830
  • DOI: 10.1083/jcb.201601071
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Paraspeckles modulate the intranuclear distribution of paraspeckle-associated Ctn RNA. (2016)
  • 著者名/発表者名: ・Anantharaman A, Jadaliha M, Tripathi V, Nakagawa S, Hirose T, Jantsch MF, Prasanth SG, Prasanth KV.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 34043
  • DOI: 10.1038/srep34043.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] NEAT1 lncRNAに潜むパラスペックル構築を司るRNAエレメント (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎智弘, Sylvie Souquere、木立尚孝、Archa H. Fox, 中川真一, Gerard Pierron, 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 第２回北大・部局横断シンポジウム「免疫・癌・感染」
  • 発表場所: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Novel functional insights into Sat III lncRNA-dependent nuclear stress bodies in post-stress recovery phase. (2017)
  • 著者名/発表者名: 二宮 賢介、Mahmoud Khamis Aly、廣瀬 哲郎
  • 学会等名: 第２回北大・部局横断シンポジウム「免疫・癌・感染」
  • 発表場所: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Unusual semi-extractability as the hallmark of nuclear body associated architectural long noncoding RNAs (2017)
  • 著者名/発表者名: 中條岳志，山崎智弘，川口哲哉，黒坂哲，内匠透，中川真一，廣瀬哲郎
  • 学会等名: 第２回北大・部局横断シンポジウム「免疫・癌・感染」
  • 発表場所: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Distinct RNA polymerase transcripts competitively function as scaffold of the DBC1 nuclear bodies in specific cancer cell lines. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taro Mannen, Seisuke Yamashita, Kozo Tomita, Naoki Goshima, Tetsuro Hirose.
  • 学会等名: 第２回北大・部局横断シンポジウム「免疫・癌・感染」
  • 発表場所: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Unravelling The Architectural Organization of The SAT III lncRNA- Dependent Nuclear Stress Bodies (2017)
  • 著者名/発表者名: Mahmoud Khamis Aly, Kensuke Ninomiya, Shungo Adachi, Tohru Natsume and Tetsuro Hirose
  • 学会等名: 第２回北大・部局横断シンポジウム「免疫・癌・感染」
  • 発表場所: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] Architectural lncRNAの機能解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: バイオシグナル研究会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2017-03-08
  • 招待講演
• [学会発表] Liquid-liquid phase separation induced by NEAT1 lncRNA that builds paraspeckle nuclear body. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yamazaki、Sylvie Souquere, Archa H. Fox, Shinichi Nakagawa, Gerard Pierron, Tetsuro Hirose.
  • 学会等名: Phase Separation and RNA Processing as Drivers of Cancer and Neurodegenerative Disease.
  • 発表場所: Sanford Consortium(San Diego, CA, USA)
  • 年月日: 2017-02-24 – 2017-02-26
  • 国際学会
• [学会発表] Dissection of architectural noncoding RNA elements and machinery (2017)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Hirose
  • 学会等名: Simon Fraser Univ MBB seminar
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2017-02-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Liquid-liquid phase separation and paraspeckle formation induced by the specific region of NEAT1 lncRNA (2017)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Hirose
  • 学会等名: Keystone Symposia
  • 発表場所: Banff, Canada
  • 年月日: 2017-02-07
  • 国際学会
• [学会発表] Remarkable semi-extractability as the hallmark of nuclear body-associated architectural long ncRNAs (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Chujo, Tomohiro Yamazaki, Tetsuya Kawaguchi, Satoshi Kurosaka,Toru Takumi, Shinichi Nakagawa, and Tetsuro Hirose.
  • 学会等名: Keystone Symposia Protein-RNA Interactions: Scale, Mechanisms, Structure and Function of Coding and Noncoding RNPs
  • 発表場所: Banff （Canada）
  • 年月日: 2017-02-07
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct RNA polymerase transcripts competitively function as scaffold of the DBC1 nuclear bodies in specific cancer cell lines (2017)
  • 著者名/発表者名: Taro Mannen, Seisuke Yamashita, Kozo Tomita, Naoki Goshima, Tetsuro Hirose.
  • 学会等名: 第11回研究所ネットワーク国際シンポジウム
  • 発表場所: 徳島大学藤井節郎記念ホール（徳島県蔵本町）
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] Characterization of architectural lncRNA elements using genome-editing technology. (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] RNA elements in NEAT1 lncRNA for the architectural role of the paraspeckle (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎 智弘、Sylvie Souquere、木立尚孝、馬場由貴、麦倉一樹、Archa H. Fox、Charles S. Bond、中川 真一、Gerard Pierron、廣瀬 哲郎
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Sam68核内構造体は、HNRNPLアダプターを介して2つのRNase感受性サブ構造体が融合してつくられる (2016)
  • 著者名/発表者名: 萬年太郎, 山下征輔, 富田耕造, 五島直樹, 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Remarkable semi-extractability as a hallmark of architectural long noncoding RNAs associated with nuclear bodies (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Chujo, Tomohiro Yamazaki, Tetsuya Kawaguchi, Satoshi Kurosaka, Toru Takumi, Shinichi Nakagawa, Tetsuro Hirose
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Dissection of architectural noncoding RNA elements and machinery. (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Aisa meeting
  • 発表場所: World Hotel Grand Dushulake Suzhou（中国 蘇州）
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Elements and machinery of architectural long noncoding RNAs. (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: Shanghai Institutes for Biological Sciences Seminar series
  • 発表場所: Shanghai Institute for Biological Science（中国 上海）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] プリオン様RNA結合タンパク質の機能制御を担うnon-coding RNA作動エレメントの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 「筋萎縮性側索硬化症（ALS）新規治療法開発をめざした病態解明」 平成28年度ワークショップ
  • 発表場所: 都市センターホテル（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] Architectural noncoding RNAs controlling subnuclear organization and gene expression. (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: Mini-symposium on ncRNA
  • 発表場所: Academia Sinica （台湾台北市）
  • 年月日: 2016-09-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Functional characterization of architectural RNA species toward noncoding RNA taxonomy. (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: RNA2016 Symposium
  • 発表場所: 国立成功大学（台湾台南市）
  • 年月日: 2016-09-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 核内構造体の機能構築に必要なlncRNA機能ドメインの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Remarkable semi-extractability as a hallmark of architectural long noncoding RNAs associated with nuclear bodies (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Chujo, Tomohiro Yamazaki, Tetsuya Kawaguchi, Satoshi Kurosaka, Toru Takumi, Shinichi Nakagawa, Tetsuro Hirose
  • 学会等名: RNAフロンティアミーティング2016
  • 発表場所: いこいの湯宿いろは（北海道ニセコ町）
  • 年月日: 2016-08-31 – 2016-09-02
• [学会発表] 非コードRNAの配列と機能の連関 (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 日本進化学会第18回大会
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都目黒区）
  • 年月日: 2016-08-25
  • 招待講演
• [学会発表] Decoding “architectural” RNA elements in NEAT1 lncRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Yamazaki, Sylvie Souquere, Archa H. Fox, Gerard Pierron, Shinichi Nakagawa, Tetsuro Hirose
  • 学会等名: RNA 2016
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-28 – 2016-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] The Sam68 nuclear body is composed of two RNase-sensitive substructures with the adaptor HNRNPL (2016)
  • 著者名/発表者名: Taro Mannen, Naoki Goshima, and Tetsuro Hirose
  • 学会等名: RNA2016
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-28 – 2016-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] Semi-extractable feature as the hallmark of nuclear body-associated architectural long ncRNAs (2016)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬哲郎
  • 学会等名: 国際シンポジウム「Clues to Non-coding RNA Taxonomy」
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-06-27
  • 招待講演
• [図書] 核内ボディの骨格として働く構造構築RNA(arcRNA) ノンコーディングRNA～RNA分子の全体像を俯瞰する～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 中條岳志、廣瀬哲郎
  • 総ページ数: 372
  • 出版者: 化学同人