【研究領域課題番号】18H02570 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

RNA / サルモネラ / 自然免疫 / ノンコーディングRNA / 感染 / 免疫

【研究成果の概要】

細胞内寄生細菌サルモネラは食中毒の原因細菌であり、サルモネラが細胞に侵入した際に、細胞内でどのような自然免疫応答が起きるかを理解することは基礎科学的にも薬学的にも重要な研究対象である。
我々は、これまで研究してきた長鎖ノンコーディングRNAに注目して、サルモネラが細胞に侵入した際に、細胞ないで長鎖ノンコーディングRNAがどのように働くかを分子生物学的手法および細胞生物学的手法で調べてきた。その結果、細胞内のRNA分解の調節が重要であることを見いだした。この研究を通じて、核内lncRNAの分解制御による自然免疫応答の制御という新概念を提唱する。

【研究の社会的意義】

核内lncRNAの分解制御による自然免疫応答の制御という新概念を提唱することを通じて、薬学、免疫学、分子生物学等の発展に大きく貢献する。とくに、自然免疫応答をコントロールする新たな分子機構の発見は、アレルギーなどの自然免疫関連疾患に対する新規創薬標的を提供できるため、薬学的な意義が高い。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】15H04642 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

RNA / 感染 / 自然免疫 / RNA分解 / サルモネラ / ノンコーディングRNA / 自然免疫応答 / 核内RNA分解 / 遺伝子

【研究成果の概要】

細胞内寄生細菌のサルモネラに感染した宿主ヒト細胞では、核内RNA分解経路が抑制され、その結果、普段は不安定な核内長鎖ノンコーディングRNAが安定化されて発現増加することを本研究の遂行で申請者は発見した。サルモネラ感染で発現増加する核内長鎖ノンコーディングRNAは、インターフェロン遺伝子などの免疫関連遺伝子の発現制御分子として働くことも示した。さらに、核内RNA分解経路が抑制されるメカニズムとして、核内RNA分解経路の就寝分子であるMTR4がタンパク質分解されることを発見した。これらの結果から、核内RNA分解経路は自然免疫応答を制御する上で重要な機構を形成していることが世界で初めて判明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】環境・衛生系薬学

【研究領域課題番号】15K14987 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

RNA / 細胞センサー / ノンコーディングRNA / RNA結合タンパク質

【研究成果の概要】

RNAの塩基配列を特異的に認識できるようにデザインしたPUM1タンパク質のRNA結合ドメインを利用し、RNA発現を検出するシステム構築を目指した。そのため、まず、細胞内の野生型PUMが制御するRNAについての情報が基盤的情報として必要であったため、RIP-seqとBRIC-seqを用いて、PUMによる分解制御を受けるヒト遺伝子群を網羅的に同定した。その結果、約50種類のRNAが野生型PUMの分解制御を受けていることを明らかにした。次に、GFPに連結した野生型PUMと変異型PUMをデザインし、現在、安定発現細胞株を樹立できた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】構造生物化学

【研究領域課題番号】26291010 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非コードRNA / CRISPR / Cas9 / Argonaute / piRNA / ゲノム編集 / RNA / 結晶構造 / Maelstrom / Crystal structure / Ribonuclease / CRISPR-Cas9

【研究成果の概要】

カイコに由来するPIWIタンパク質（Siwi）を精製し、その結晶構造を世界で初めて解明した。その結果、SiwiがpiRNAと結合して生殖細胞を守る分子機構の一端が明らかになった。さらに、様々な細菌に由来するCas9およびCpf1の結晶構造を解明し、CRISPR-Cas酵素の多様な作動機構の理解に貢献するとともに新たなゲノム編集技術の開発基盤を確立した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】内分泌学

【研究領域課題番号】24591363 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マイクロRNA / 生殖内分泌 / 非コードRNA / RNA / 遺伝子改変動物 / non-coding RNA / pituitary / ovulation

【研究成果の概要】

生体内に存在するマイクロRNAと呼ばれるもののうち、脳下垂体にたくさん存在するmiR-200bとmiR-429が排卵をおこすために必須の役割をしていることを明らかにしました。これらのマイクロRNAをもたないマウスを作製すると不妊になります。その仕組みはこれらのマイクロRNAがZEB1と呼ばれる転写因子の産生量を減らすことにより、排卵に必要な黄体形成ホルモンが正常に分泌されるようにしていることがわかりました。排卵は生殖の原点であり種を維持していくために非常に大切ですが、生殖に重要である「排卵現象」が小さな分子であるマイクロRNAの調節なしにはうまく機能できないことを明らかにしました。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】23790077 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ノンコーディング RNA / がん / 転写 / 53 / RNA / ノンコーディングＲＮＡ / 非コードＲＮＡ / がん抑制遺伝子

【研究成果の概要】

本研究では、哺乳動物細胞の細胞核に局在する非常に長いノンコーディングRNA(非翻訳RNA、非翻訳RNAとも呼ぶ)であるMALAT1による転写制御の分子機構解明を目指して研究した。その結果、MALAT1ががん抑制因子でるp53の遺伝子プロモーターを負に制御することを見いだした。この結果は、MALAT1の高発現ががんの悪性度と関連する事実をうまく説明する分子機構である。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】応用動物科学

【研究領域課題番号】20658065 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インスリン受容体基質(IRS) / RNAスプライシング / インスリン / インスリン様成長因子(IGF) / RNA結合タンパク質 / cross-linking immunoprecipitation (CLIP) / インスリン様成長因子 / RNA / RNA結合蛋白質 / CLIP(cross-linking and immunoprecipitation)法 / mRNA / non-coding RNA

【研究成果の概要】

申請者らは、インスリンやインスリン様成長因子(IGF)のシグナルを仲介するインスリン受容体基質(IRS)のmRNAスプライシング制御における新機能の解明を目的に研究を行った。その結果、1.293細胞やMCF7乳ガン細胞の抽出液をRNaseで処理し、IRSを含む複合体の大きさをスクロース密度分画法などで解析した結果、RNase処理によって複合体の大きさが減少したことから、これらの細胞内でIRSがRNAと複合体を形成していることがわかった。2.IRSと結合するRNAを特定するため、IRS-1を293細胞に発現し、相互作用するRNAをcross-linking immunoprecipitation(CLIP)法によって解析した結果、約40種のmRNA、スプライソソームを構成するU2snRNA、およびU6snRNAの同定に成功した。同定されたmRNAの一部はイントロン配列でIRSと結合することから、未成熟RNAとしてIRSと相互作用していると考えられた。3.IRS-1/2は細胞質に存在することが知られているが、免疫染色法による解析の結果、MCF7乳ガン細胞において一部は核内にも存在し、特にスペックル状の構造に集積していることがわかった。4.IRS-1を293細胞に過剰発現し、同定されたIRS-1結合性mRNAをPCR法で増幅した結果、一部のmRNAはIRS-1の過剰発現によって未成熟型RNAが増加したことから、IRS-1がmRNAスプライシングを抑制すると考えられた。一連の解析から、核内における未成熟mRNAのスプライシング制御というIRSの新機能を示すことに成功した。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)