RNA監視機構による遺伝子発現制御

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04331
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 山下 暁朗 横浜市立大学, 医学部, 講師 (20405020)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 遺伝子 / シグナル伝達 / タンパク質翻訳 / mRNA分解 / 転写後調節

Outline of Annual Research Achievements

１）初期翻訳におけるmRNA品質管理とタンパク質翻訳制御解析
２）NMDと細胞ストレス応答の分子機構の解析
について研究を行った。
１）について、平成27年度は、これまでスプライシング依存的にmRNAにリクルートすると考えられていたUPF2が終結因子eRF3と直接結合することでribosomeにリクルートされることを明らかにした。さらに、UPF2-eRF3のクライオ電子顕微鏡法による立体構造解析に成功し、生化学的解析と合わせ、eRF3とEJC因子UPF3が排他的にUPF2に結合することを示した。この結果はNMDにおいて初期段階の異常終止コドン識別複合体の形成様式を明らかとしたものである。この成果に加えDHX34によるSMG1-UPF1複合体安定化に関わる結果をまとめ、２報の論文として発表した。平成27年度に購入した分子間相互作用測定装置（Blitz）を使用したデータが論文化に大きく寄与した。また、SMG1により制御されるUPF1に結合するRNAの次世代シークエンサーによる解析も計画通り進めた。
２）については、SMG1のストレス応答制御機構として、新たな基質を3つ同定し、そのうちひとつについて、SMG1によるリン酸化がストレス応答複合体形成に重要な役割を果たすことを見いだした。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は、NMDにおいて初期段階の異常終止コドン識別複合体の形成様式を明らかとした結果をまとめ、2報の論文として発表した。また、SMG1により制御されるUPF1に結合するRNAの次世代シークエンサーによる解析も計画通り進めた。さらに、SMG1によるストレス応答制御機構について予想を超える成果を得つつある。これらの実績から、研究計画は当初の計画以上に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度はSMG1により制御されるUPF1に結合するRNAの次世代シークエンサーによる解析を進めると共に、非常に順調に進んでいる、SMG1によるストレス応答制御機構について集中して解析を進める。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Spanish National Research Council(スペイン)
  • Country Name: SPAIN
  • Counterpart Institution: Spanish National Research Council
• [Int'l Joint Research] University of Berne(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: University of Berne
• [Int'l Joint Research] University of Edinburgh(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: University of Edinburgh
• [Journal Article] The RNA helicase DHX34 functions as a scaffold for SMG1-mediated UPF1 phosphorylation. (2016)
  • Author(s): Melero R, Hug N, López-Perrote A, Yamashita A, Cáceres JF, Llorca O.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 7 Pages: 10585
  • DOI: 10.1038/ncomms10585.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Human nonsense-mediated mRNA decay factor UPF2 interacts directly with eRF3 and the SURF complex. (2016)
  • Author(s): López-Perrote A, Castaño R, Melero R, Zamarro T, Kurosawa H, Ohnishi T, Uchiyama A, Aoyagi K, Buchwald G, Kataoka N, Yamashita A, Llorca O.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. Volume: 44 Pages: 1909-1923
  • DOI: 10.1093/nar/gkv1527.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Renal tubule angiotensin II type 1 receptor-associated protein promotes natriuresis and inhibits salt-sensitive blood pressure elevation. (2015)
  • Author(s): Wakui H, Uneda K, Tamura K, Ohsawa M, Azushima K, Kobayashi R, Ohki K, Dejima T, Kanaoka T, Tsurumi-Ikeya Y, Matsuda M, Haruhara K, Nishiyama A, Yabana M, Fujikawa T, Yamashita A, Umemura S.
  • Journal Title: J Am Heart Assoc. Volume: 4 Pages: e001594
  • DOI: 10.1161/JAHA.114.001594
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 11.mRNA 3'UTR結合タンパク質による翻訳制御 (2015)
  • Author(s): 山下暁朗，竹内 理
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 8 Pages: 762-765
• [Journal Article] miRNAによる標的制御 (2015)
  • Author(s): 山下暁朗
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 20 Pages: 3244-3255
• [Presentation] 動物培養細胞を用いた感度転写後制御モニタリングシステムの構築 (2015)
  • Author(s): 山下暁朗、安田篤史、青柳杏子、中村良恵、廣瀬博子、黒澤瞳、大野茂男
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会・第87回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸商工会議所（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] 高感度転写後制御レポーター導入システムの構築と検証 (2015)
  • Author(s): 安田篤史、山下暁朗、青柳杏子、中村良恵、廣瀬博子、黒澤瞳、大野茂男
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会・第87回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸国際展示場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04