2017 Fiscal Year Research-status Report
Research for understanding mechanisms to regulate retrotransposons and genes by piRNA-guided system
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17K08632
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
能村 卓慈 大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員(常勤) (10506231)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | piRNA経路 / ping-pong cycle / 精原細胞 / ノックアウトマウス / レトロトランスポゾン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの解析から、①胎児期前精原細胞においてGTSF1タンパク質はpiRNA pathwayで中心的に働くMILIおよびMIWI2タンパク質と共局在すること、②タンパク質間相互作用解析において、GTSF1タンパク質はMILI-およびMIWI2-piRNA複合体の両者と相互作用すること、③GTSF1欠失胎児期前精原細胞において、(a)レトロトランスポゾンの発現が顕著に上昇し、(b)MIWI2およびMIWI2複合体関連タンパク質の局在が異常を示し、(c)MIWI2に結合するpiRNAが消失し、(d) MILI-piRNA複合体がpiRNA配列をガイドとしてターゲットRNAを切断する過程（ピンポンサイクル）が阻害されることを明らかにしてきた。本年度では、マウスGTSF1の分子機能解明に向けて、ピンポンサイクルにおける役割を絞り込むことにした。そのために、MILI-piRNA複合体によって切断される箇所が同定済みである１つのnoncoding RNAに注目し、modified RACE法を用いてGTSF1変異体においてこのRNAが切断されているかどうかを調べた。その結果、この切断は検出されなかった。このことから、マウスGTSF1はMILI-piRNA複合体がターゲットRNAを切断するために重要であり、PIWI-piRNA複合体が抑制のターゲットを認識して安定化する過程で働く可能性が高いことを報告した（Yoshimura et al., EMBO Rep., 2018）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウスにおいては、GTSF1はレトロトランスポゾンの抑制に必須であることは報告されていたが (Yoshimura et al., Dev. Biol., 2009)、関係している分子機構は不明であった。ハエにおける分子機能解析の報告から、GTSF1はレトロトランスポゾン抑制に重要な二つの過程（ピンポンサイクル、エピジェネティックな転写制御）のうち、エピジェネティックな転写抑制機構に関係していると報告されていたため（Muerdter et al., Mol. Cell, 2013; Donertas et al., Genes Dev., 2013; Ohtani et al., Genes Dev., 2013）、マウスでも同様にエピジェネティックな転写制御機構におけるGTSF1の役割に焦点が当たっていた。本研究においては、マウス胎児期前精原細胞においてピンポンサイクルが作動するためにGTSF1が必須なタンパク質の一つであることを報告した（Yoshimura et al., EMBO Rep., 2018）。またこの報告の中で、modified RACE法およびRT-qPCR法を用いた実験データから、マウスGTSF1はpiRNA pathwayにおいてpiRNAをガイドとしたターゲットRNAの認識過程に関わり、そのためピンポンサイクルとエピジェネティックな転写制御の両方の過程で働く可能性を示唆できたため、一定の進展が認められる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた組織学的なデータおよび次世代シーケンスデータをもとに興味深い未発表知見を掘り下げて調べ、革新的な方向性を模索する。同時に、Piwi familyタンパク質複合体と結合できないGTSF1を発現するマウス、およびRNAと結合できないGTSF1を発現するマウスの表現型を解析し、GTSF1の分子機能の詳細に迫る実験計画についても施行を検討する。これらの推進により得られた結果から、piRNA pathwayの分子機構解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
平成29年度は論文の執筆、雑誌編集者や査読者とのやり取りに多くの時間を割く必要があったため、当初の計画よりも支出を少なく抑えることができた。
平成30年度においては研究を発展させていく必要があり、多くの消耗品等を要すると予想される。
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[Journal Article] Analysis of a MCKD1 family with a novel frameshift mutation in MUC1 reveals extrarenal phenotype and characteristic features of mutant MUC1 protein2017
Author(s)
Satoko Yamamoto, Jun-Ya Kaimori, Takuji Yoshimura, Atsuko Imai, Kaori Kobayashi, Ryoichi Imamura, Naotsugu Ichimaru, Kazuto Kato, Akihiro Nakaya, Shiro Takahara, Yoshitaka Isaka
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Journal Title
Nephrology Dialysis Transplantation
Volume: 32
Pages: 2010-2017
DOI
Peer Reviewed
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