Widely spread RNA modification at neuronal synapses add functional diversity to local transcriptome

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03546
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Wang Dan Ohtan 京都大学, 高等研究院, 特定拠点准教授 (50615482)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯田 慶 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (00387961)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: N6-adenosine methvlation / 機能分画 / シナブトソーム / 翻訳制御 / 精神疾患 / 発達障害

Outline of Final Research Achievements

The brain is an intricate and complex organ that underlies our cognition and behavior. To understand how our genetic information is transformed into brain function, we have focused on RNA chemical modifications within synapses that contribute to circuitry for learning and conscious perception. Now we have revealed an unexplored regulatory mechanism of dynamic gene expression for the synthesis and modulation of tripartite synapses, and for brain pathways implicated in neurodevelopmental and neuropsychiatric diseases. This work indicates that simple chemical modifications, such as addition of a methyl group (-CH3) to the RNA molecules, can make critical contributions to building neuronal connections in the brain and thus the emergence of individual consciousness. Future directions will be focused on how these local synaptic changes in the epitranscriptome may influence learning and conscious perception.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、m6Aをはじめ次々とmRNAの新たな修飾が網羅的に同定されるようになったが、各細胞の運命決定における意義の解明は着手されたばかりである。申請者は既存のエピジェネティクスモデルでは解決できない「迅速さ」と「柔軟性」をもつ神経遺伝子情報発現新制御相を明らかにする。応用としては、遺伝性のない神経変性疾患において、mRNA修飾制御が新たな研究対象として展開されることが期待できる。本研究成果を皮切りに、様々な化学修飾がmRNAメタ情報として、神経細胞のみならず広範な生命現象の制御因子として、より一般的な概念として波及していく効果も期待される。