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

阐明多能干细胞RNA二级结构和蛋白质翻译调控机制

基本信息

批准号：
19F19112
负责人：
山本拓也
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19112/
关键词：
多能性幹細胞 RNA2次構造翻訳制御

项目摘要

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。

这项研究的重点是细胞内RNA的二级结构，旨在全面确定体细胞复制过程中RNA的二级结构，并阐明RNA二级结构与蛋白质翻译之间的关系。到去年，我们引入了一种使用化学探针DMS（DMS-MAPSES方法）鉴定RNA的二级结构（DMS-MAPSES方法）的方法，该化学探针DMS（二甲基硫酸盐）突变了细胞中单链RNA的腺苷（A）和胞嘧啶（C），并获得数据，并获得了用于确定RNA的二级结构的RNA的二级结构。使用这些数据的分析表明，在重编程之前和之后，多抑制基因的5'未翻译区域的次级RNA结构，其中mRNA表达水平不变，但蛋白质含量动态增加。今年，使用报告基因构建体和分子条形码（UMI）进行目标测序，以对RNA二级结构变化进行更详细的分析。使用UMI进行的目标测序使得以高精度来区分剪接变体并确定RNA的二级结构。结果，揭示了RNA的二级结构的变化与RNA剪接调节机制密切相关，并且在RNA二级结构变化的位点存在特定RNA结合蛋白的结合保守序列。这项研究表明，转录后RNA网络调节机制（包括翻译控制）在体细胞重编程过程中也起着重要作用。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

RNA secondary structure dynamics during somatic cell reprogramming

体细胞重编程过程中的RNA二级结构动力学

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Li Li Shi;Mei Qin Wang;Shoji F. Nakayama;Chau-Ren Jung;Yue Hua Wang;Jing Jian Dong;Chao Chen Ma;Teruhiko Kido;Xian Liang Sun;Hao Feng;山本拓也;山本拓也;Takuya Yamamoto
通讯作者：
Takuya Yamamoto

多能性幹細胞における転写後制御機構

多能干细胞的转录后控制机制

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Li Li Shi;Mei Qin Wang;Shoji F. Nakayama;Chau-Ren Jung;Yue Hua Wang;Jing Jian Dong;Chao Chen Ma;Teruhiko Kido;Xian Liang Sun;Hao Feng;山本拓也;山本拓也
通讯作者：
山本拓也

RNA secondary structures and translational regulation in pluripotent stem cells

多能干细胞的RNA二级结构和翻译调控

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Li Li Shi;Mei Qin Wang;Shoji F. Nakayama;Chau-Ren Jung;Yue Hua Wang;Jing Jian Dong;Chao Chen Ma;Teruhiko Kido;Xian Liang Sun;Hao Feng;山本拓也
通讯作者：
山本拓也