熱ストレスに応答した選択的スプライシング機構の研究

細胞は各種ストレスを含む細胞環境に応答して遺伝子発現制御を行う。真核遺伝子の多くはイントロンで分断されており、機能的なmRNAが生成するにはイントロンを除去するスプライシング反応が必須である。選択的スプライシングの制御は、プロテオーム変化を介し、細胞環境に応じた細胞の振る舞いや恒常性の維持に働く遺伝子発現制御機構として重要と考えられるが、その分子基盤や個体レベルでの役割については多くの未解明な問題が存在する。本研究では、(1) ヒトhsp105遺伝子やtnrc6a遺伝子などにおける熱ストレス応答性の選択的スプライシング制御因子として同定したSRSFやhnRNP K などが通常温度でも豊富に存在するRNA結合タンパク質であることから、制御因子の翻訳後制御、とりわけ、リン酸化・脱リン酸化による機能調節が熱ストレス応答制御の中核をなしているとの作業仮説を立て、主にヒト培養細胞においてその検証と詳細な分子基盤の解明を行うとともに、(2) 熱応答性の制御を受けるエキソンをゲノム編集により恒常的に挿入あるいは欠損するよう改変した遺伝子を持つゼブラフィッシュ系統を作製し、熱ストレスにより生成する選択的スプライシング産物が動物のストレス応答や恒常性維持にどのような役割を果たすか明らかにすることを目的としている。本年度は、主に、ヒト細胞において、tnrc6a遺伝子と高い相同性を有するtnrc6c遺伝子において新規の熱ストレス応答性スプライシングの存在とその制御因子候補を明らかにするとともに、SRSF2遺伝子の熱ストレス応答性の選択的スプライシング制御機構について知見を得た。また、前年度に引き続き、熱ストレス応答制御を可視化するレポーター系の構築に取り組んだ。

細胞は各種ストレスを含む細胞環境に応答して遺伝子発現制御を行う。真核遺伝子の多くはイントロンで分断されており、機能的なmRNAが生成するにはイントロンを除去するスプライシング反応が必須である。選択的スプライシングの制御は、プロテオーム変化を介し、細胞環境に応じた細胞の振る舞いや恒常性の維持に働く遺伝子発現制御機構として重要と考えられるが、その分子基盤や個体レベルでの役割については多くの未解明な問題が存在する。本研究では、(1) ヒトhsp105遺伝子やtnrc6a遺伝子などにおける熱ストレス応答性の選択的スプライシング制御因子として同定したSRSFやhnRNP K などが通常温度でも豊富に存在するRNA結合タンパク質であることから、制御因子の翻訳後制御、とりわけ、リン酸化・脱リン酸化による機能調節が熱ストレス応答制御の中核をなしているとの作業仮説を立て、主にヒト培養細胞においてその検証と詳細な分子基盤の解明を行うとともに、(2) 熱応答性の制御を受けるエキソンをゲノム編集により恒常的に挿入あるいは欠損するよう改変した遺伝子を持つゼブラフィッシュ系統を作製し、熱ストレスにより生成する選択的スプライシング産物が動物のストレス応答や恒常性維持にどのような役割を果たすか明らかにすることを目的としている。本年度は、主に、ヒト細胞において、tnrc6a遺伝子と高い相同性を有するtnrc6c遺伝子において新規の熱ストレス応答性スプライシングの存在とその制御因子候補を明らかにするとともに、SRSF2遺伝子の熱ストレス応答性の選択的スプライシング制御機構について知見を得た。また、前年度に引き続き、熱ストレス応答制御を可視化するレポーター系の構築に取り組んだ。