2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the regulatory mechanisms of RNA granule dynamics and its application to treatment of intractable diseases
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20K06494
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
佐藤 亮介 近畿大学, 薬学部, 講師 (00635592)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | RNA顆粒 / ストレス顆粒 / 分裂酵母 / 液ー液相分離 / LLPS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
RNA顆粒制御因子の過剰発現に伴う『分裂酵母の細胞死』というシンプルな表現型を利用することで、RNA顆粒の形成や崩壊といったダイナミクスに影響を与える遺伝子群のスクリーニング系を実施した。RNA顆粒の構成因子や制御因子の多くは、分裂酵母からヒトに至るまで高度に保存されているため、本スクリーニングによって同定された遺伝子群は、分裂酵母のみならずヒトを含む高等哺乳生物におけるRNA顆粒ダイナミクスの制御にも関わっている可能性が高い。本年度の予算にて購入した化合物ライブラリを、本スクリーニング系に投入し、RNA顆粒ダイナミクスに影響を与える化合物群の取得を試みた。その中で、ストレス顆粒の形成を促進する化合物、抑制する化合物の取得に成功した。
また、ナノポアdirect-RNAシーケンスを用いることで、RNA顆粒の構成因子であるRNA結合タンパク質Nrd1やRnc1に結合するmRNA群の網羅的同定を試みた。ナノポアdirect RNAシーケンスは超ロングリードを直接解析できるが、「大量（500 ng以上）のRNAが必要」かつ「リード数が少ない」というデメリットがある。しかし、大量培養が容易で遺伝子数が5,000弱の分裂酵母をモデル生物とすることで、哺乳生物を対象とした研究では達成できない成果が得られると考えた。本年度は非ストレス条件下において結合するmRNA群について解析を行ったが、それぞれ特徴的なmRNAと結合していることを示唆する結果が得られた。今回同定されたmRNA群が、Nrd1やRnc1と共にストレス顆粒に取り込まれているのか、あるいはストレス顆粒には異なるmRNA群が取り込まれているのかについて、引き続き検証する必要がある。
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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
分裂酵母の遺伝学的スクリーニング系により、「RNA顆粒のダイナミクスに影響を与える化合物」を同定することに成功し、さらにその化合物がシグナル伝達系を調節するという結果が得られている。これは、研究計画で立てた仮説通りの結果であり、RNA顆粒のダイナミクスが、シグナル伝達系の制御を介して調節されていることを強く示唆している。また、計画当初は予定していなかったナノポアdirect-RNAシーケンスが実施できたことによって、RNA顆粒に関連するようなmRNA群を、RNA修飾やpoly(A)RNA長という観点から解析できる環境が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き分裂酵母の細胞死スクリーニングを実施することで、RNA顆粒ダイナミクスに影響を与える遺伝子群や化合物群の同定を試みる。さらに、同定された化合物群がどのようにしてRNA顆粒ダイナミクスに影響を与えているのかについて、シグナル伝達制御の観点から詳細に解析する。また、RNA顆粒に局在するRNA結合タンパク質を精製し、そこに結合しているmRNA群をナノポアdirect-RNAシーケンスによって解析することで、RNA顆粒に関連するmRNA群の網羅的な同定を試みる。
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