計画研究の概要

  1. 小分子RNA作用マシナリーの中核因子Argonauteの解析

泊 幸秀・塩見 美喜子

Argonauteは小分子RNAに共通する作用マシナリーの中核タンパク質である。本研究では (1)Argonauteが作用するそれぞれの素過程に必要な機能ドメインのアミノ酸レベルでの解析 (2)生殖細胞特異的なArgonauteであるPIWIサブファミリーが関与するpiRNAの生合成メカニズムの解明 を通じて小分子非コードRNA作用マシナリーの分子基盤を明らかにする。

  1. 高分子非コードRNA作用マシナリー構成要素の探索と解析

鈴木 健夫

非コードRNA作用マシナリーのはたらきを理解するには、構成因子であるRNAやタンパクの時空間的な動態を考慮する必要がある。本研究では高感度精密質量分析法を活用した (1)高分子非コードRNAの直接検出に基づくプロセシング後構造の詳細な解析 (2)マシナリーを構成する新たな因子間相互作用の探索 を行い、作用マシナリー全体像の特定や機能との関わりの解明を目指す。 

  1. 小分子RNA作用マシナリーの調節機構

程 久美子・山下 暁朗・小田 健昭

小分子RNAの遺伝子調節機能は、その発現制御や、標的部位および近傍の配列を識別するRNA結合性タンパクなどにより成されると考えられることから (1)小分子RNAの作用を制御するRNA結合タンパクおよび認識配列の網羅的特定を通じた調節機構の解明 (2)DNAストレスで誘導されるRNA結合タンパクがアポトーシスを誘導する分子機構の解明 (3)ホスト遺伝子のイントロンから発現する小分子RNAの発現制御機構の解明を通じて非コードRNA作用の制御機構の普遍的モデルを提起する。

  1. Xist RNA作用マシナリーの調節機構

佐渡 敬

Xist RNAの哺乳類X染色体不活性化における機構には不明な点が多く残されている。本研究では (1)不活性Xの維持に必須なクロマチン制御複合体の同定および機能解析 (2)Xist RNA局在化制御因子の機能解析 からXistの機能調節メカニズムの詳細を明らかにすることで、高分子非コードRNA作用マシナリーの多様な調節機構を解析するための礎とする。 

  1. 高次生命現象における時空間的な小分子RNAの生理機能解析

中澤 敬信・宮川(倉持) さとみ

高次生命現象における小分子非コードRNAの生理機能を明らかにするために、(1)神経系細胞の形態形成といった脳機能発現のmiRNAによる制御の分子機構の解明、及び(2)piRNAの標的遺伝子の特定や、PIWIファミリータンパク質の機能解析を通じた、piRNAによる精子形成過程制御の分子機構の解明を進める。 

  1. 遺伝学的アプローチによる高分子非コードRNAマシナリーの生理機能解析

影山 裕二・中川 真一

高次生命現象における非コードRNA作用マシナリーの役割と重要性を理解するため、(1) ショウジョウバエ中枢神経系特異的に発現する高分子非コードRNAや (2) 哺乳類に広く存在する核局在型高分子非コードRNAを対象に、その生理機能の解明を目指す。また、これら高分子非コードRNAの関与する生理的プロセスにおいて、RNA分子がどのような分子機能を担っているかを明らかにする。 

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  1. 非コードRNA作用マシナリーの医薬応用

和田 猛・竹下 文隆

非コードRNAの医薬応用への研究として、 (1)非コードRNA医薬の生体内での安定性に関与するホスホロチオエートRNAの不斉合成手法の確立と生理活性に及ぼす効果の解析 (2)独自に開発した癌転移モデル動物およびsiRNAのデリバリーシステムを用いた非コードRNA医薬の有効性、安全性の前臨床的解析 を通じて非コードRNA作用マシナリーの作用機序に基づく医薬デザインを行う。

計画研究組織図

総括班

評価者

  • 永田 恭介
  • 岡野 栄之
  • 仲野 徹
  • 松藤 千弥
  • 阿形 清和

班員



公募研究の概要

  1. 宿主感染に関与する寄生線虫の非コードRNAマシナリーの機能解明

GOTO DEREK

非コードRNAマシナリーは、植物、動物を問わず、細胞の分化とその維持に深く関与している。宿主寄生体相互作用においても、非コードRNAマシナリーが深く関与していると考えられる。植物に寄生するネコブ線虫は多くの農作物に壊滅的な被害を与えることが知られている。ネコブ線虫は根に寄生する際、宿主の細胞を分化させるが、その仕組みを明らかにする必要がある。本課題では、ネコブ線虫の寄生と宿主細胞変化における非コードRNAマシナリーの役割を明らかにする。

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  1. piRNAの機能解析に基づくカイコの性決定機構の解明

勝間 進

動物における性決定システムは基本的に性染色体構成に依存する。性染色体構成が雌雄で異なる場合、ゲノムに含まれる転移因子や反復配列の質、および量に大きな雌雄差が生じる。本研究では、この雌雄差が、piRNAを含む小分子RNA作用マシナリーに投影され、さらには性決定に関与するという仮説を、非モデル昆虫であるカイコを用いて検証する。

  1. miRNAを介した雄性化機構の分子基盤の解明

松本 高広

性差の観点から非コードRNAの機能に迫るため、本研究では雌雄における唯一の遺伝的差異であるY染色体に着目する。生化学的手法による非コードRNAプロセシングの分子機能解析から、遺伝子改変動物を利用した個体レベルのアプローチを有機的に関連づけた統合的研究を推進し、“RNAプログラムに依存した雄性特異的ゲノム管理機構”の解明をめざす。

  1. 哺乳動物細胞の核内非コードRNA分解経路に関する研究 

秋光 信佳

蛋白質の活性制御の上で蛋白質分解過程が重要であるように、非コードRNAの作用を制御する上でRNA分解は極めて重要な位置を占めると予想される。哺乳動物細胞の核局在する構造的・機能的に多様な非コードRNAの分解経路を明らかにすることを通じて、非コードRNAの動作原理の解明に貢献したい。

  1. X染色体の不活化と機能性非コードRNAの解析

小林 慎

XistはX染色体不活化に必須な非コードRNAとして報告されているが、Xist以外には発生段階における不活性化機構は不明な点が多い。着床前の不活化X染色体からのみ発現する新規インプリントRNAとして同定した非コードRNA(Far2, Far3)の遺伝子操作マウスの作製・解析を中心に行い、X染色体不活化機構における非コードRNAの役割について全体像を明らかにしたい。

  1. 核マトリックスを介した長鎖ncRNA,UBE3A-ATSのクロマチン制御機構

堀家 慎一

15q11-q13領域は,ゲノム刷り込み遺伝子がクラスターを形成している領域であるが,その親アレル特異的クロマチン構造の形成機構には,不明な点が多く残されている。本研究では,高分子非コードRNA, UBE3A-ATSによる高次クロマチン構造の形成に着目し,高分子非コードRNAの新たな役割を見出したいと考えている。

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  1. 癌化・老化を左右する新規非コードRNAの機能解析

神武 洋二郎

近年の大規模なトランスクリプトーム解析の結果、mRNAと同じような構造を持つmRNA型非コードRNAが数多く存在することが明らかとなっているが、その機能は不明な点が多い。本研究では(1)細胞増殖を制御する新規mRNA型非コードRNAを探索し、その作用マシナリーを解明し、(2)さらに遺伝子改変マウスを用いてその生理機能の解明を目指す。

  1. 線虫の生殖細胞における新規小分子RNAの作用マシナリーの解析

田原 浩昭

生殖細胞は遺伝情報を次世代へ引き渡す重要な役割を持っており、減数分裂を行い配偶子を形成することによって個体発生の起点として機能する。その重要性の故に、生殖細胞の恒常性を維持する様々な仕組みが存在しており、それらの仕組みの一部で非コードRNAが用いられていることが知られている。本研究では、線虫をモデル生物として用いて、生殖細胞で主に発現している小分子の非コードRNAに着目して生理学的役割や内在性のRNAi類似反応との関係を解析する。

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  1. TNRC6タンパク質の機能解析によるmicroRNAシステムの動作原理の解明

三嶋 雄一郎

TNRC6/GW182はmicroRNAによる転写後抑制に必須なエフェクター分子である。本研究ではTNRC6が転写後抑制の素過程を引き起こすメカニズム(TNRC6の作用機序)と、脊椎動物ゲノムに複数存在するTNRC6ファミリー遺伝子の役割の違い(TNRC6パラログの機能差異)を明らかにすることを目的とする。ゼブラフィッシュを実験系として用いることで分子レベルと個体レベルの知見を融合し、miRNAシステムの統合的な理解を目指す。

  1. 神経特異的RNA結合蛋白質とmicroRNAによる翻訳制御機構の解明

藤原 俊伸

RNA結合タンパク質は、転写後遺伝子発現の調節における主役である。特に、分化・発生等の高次な細胞機能においてはmRNA上の制御信号、 microRNAとともにRNA結合タンパク質の働きが鍵を握る。本研究課題は、神経細胞の分化や機能発現を、翻訳調節ネットワークという視点から解明することを目的として、神経特異的なRNA結合タンパク質の働きがmicroRNAマシナリーとどのように協調あるいは拮抗して働くかを研究する。