多能性幹細胞におけるＲＮＡ２次構造およびタンパク質翻訳調整機構の解明

本研究は、細胞内におけるRNAの2次構造に着目し、体細胞初期化過程でのRNA2次構造を網羅的に決定し、RNA2次構造とタンパク質翻訳の関連性を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、細胞内においてRNAの1本鎖部位のアデニン(A)とシトシン(C)に変異を入れる化学プローブDMS (dimethyl sulfate) を利用し、RNAシーケンシングを実施することで、RNAの二次構造を同定する手法（DMS-MaPseq法）を導入し、初期化前後におけるRNAの2次構造を決定するためのデータを取得した。それらデータを用いて解析を実施した結果、初期化前後において、mRNAの発現量は変化しないがタンパク質量が増加する多能性関連遺伝子の5'非翻訳領域のRNA2次構造がダイナミックに変化することを示した。今年度は、レポーターコンストラクトや分子バーコード（UMI: Unique Molecular Identifier）を用いたターゲットシーケンシング活用し、RNA2次構造変化のより詳細な解析を実施した。UMIを用いたターゲットシーケンシングにより、スプライシングバリアントを区別して、高精度でRNAの2次構造を決定することが可能となった。その結果、RNAの2次構造の変化はRNAスプライシング制御機構と密接に関連していること、特定のRNA結合タンパク質の結合保存配列がRNA2次構造変化部位に存在することが明らかとなった。本研究は、翻訳制御を含む転写後RNAネットワーク制御機構も、体細胞初期化過程で重要な働きをしていることを示すものである。

本研究は、細胞内におけるRNAの2次構造に着目し、体細胞初期化過程でのRNA2次構造を網羅的に決定し、RNA2次構造とタンパク質翻訳の関連性を明らかにすることを目的としている。昨年度までに、細胞内においてRNAの1本鎖部位のアデニン(A)とシトシン(C)に変異を入れる化学プローブDMS (dimethyl sulfate) を利用し、RNAシーケンシングを実施することで、RNAの二次構造を同定する手法（DMS-MaPseq法）を導入し、初期化前後におけるRNAの2次構造を決定するためのデータを取得した。それらデータを用いて解析を実施した結果、初期化前後において、mRNAの発現量は変化しないがタンパク質量が増加する多能性関連遺伝子の5'非翻訳領域のRNA2次構造がダイナミックに変化することを示した。今年度は、レポーターコンストラクトや分子バーコード（UMI: Unique Molecular Identifier）を用いたターゲットシーケンシング活用し、RNA2次構造変化のより詳細な解析を実施した。UMIを用いたターゲットシーケンシングにより、スプライシングバリアントを区別して、高精度でRNAの2次構造を決定することが可能となった。その結果、RNAの2次構造の変化はRNAスプライシング制御機構と密接に関連していること、特定のRNA結合タンパク質の結合保存配列がRNA2次構造変化部位に存在することが明らかとなった。本研究は、翻訳制御を含む転写後RNAネットワーク制御機構も、体細胞初期化過程で重要な働きをしていることを示すものである。