ショウジョウバエ卵巣体細胞のｐｉＲＮＡ生合成機構におけるＹｂタンパク質の機能解析

Yb蛋白在果蝇卵巢体细胞piRNA生物发生机制中的功能分析

基本信息

批准号：
17J04219
负责人：
平形樹生
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

動物の生殖組織に特異的な小分子RNAであるpiRNAは、転移因子の転移を抑制し、ゲノムの損傷を防ぐ。ショウジョウバエ卵巣の体細胞（OSC）におけるpiRNAの多くは、flamと呼ばれる遺伝子間領域に由来し、転移因子と相補的な配列を持つ。一方、特定の遺伝子に由来するpiRNAも産生されるが、これらは転移因子との相補性を示さず、機能は不明である。また、OSCのpiRNA生合成因子の多くは、Yb bodyと呼ばれる細胞質顆粒に局在するが、この顆粒の機能も不明であった。Yb body構成タンパク質であるYbは、piRNAの前駆体となるRNAと選択的に結合し、そのプロセシングを引き起こす。Ybは、ヘリカーゼドメイン、eTudorドメイン、Hel-Cドメインを持ち、このうち、ヘリカーゼドメインはRNAとの結合を担う。一方、Hel-CドメインやeTudorドメインの機能は未解明であった。本研究ではドメイン欠失変異体を用いた解析を行い、YbのeTudorドメインが他のpiRNA生合成因子やRNAとの結合を担うこと、また、Hel-Cドメインが自己会合をもたらすことを明らかにした。Hel-Cドメイン欠失変異体を発現させたOSCではYb bodyが消失することも分かり、この細胞の解析を進めた。その結果、Ybの自己会合やYbとflam RNAとの結合が液－液相分離によるYb body形成をもたらすことや、Yb bodyの形成によって、Ybとflam RNAとの結合が安定化し、転移因子の抑制に寄与するpiRNAの産生量が増加することが示唆された。

PIRNA是一种针对动物生殖组织的小分子RNA，可抑制转移因子的转移，并防止基因组损伤。果蝇卵巢的体细胞（OSC）中的大多数PIRNA均来自称为FLAM的基因间区域，并具有与转移剂互补的序列。另一方面，还会产生从特定基因衍生的PIRNA，但这些piRNA并未表现出与转移因子的互补性，其功能尚不清楚。此外，OSC中的许多PIRNA生物合成因子都定位在称为YB身体的细胞质颗粒上，但是这些颗粒的功能也未知。 Yb，一种Yb体的组成蛋白，有选择地结合RNA，RNA是PIRNA的前体，导致其加工。 Yb具有解旋酶结构域，一个ETUDOR结构域和HEL-C结构域，其中解旋酶结构域负责与RNA结合。另一方面，尚未阐明HEL-C结构域和Etudor结构域的功能。在这项研究中，我们分析了域缺失突变体，并揭示了YB的Etudor结构域负责与其他PIRNA生物合成因子和RNA结合，并且HEL-C结构域导致自我关联。还发现，YB体在表达HEL-C结构域缺失突变体的OSC中消失，并对该细胞进行了分析。结果表明，Yb的自我关联和YB与FLAM RNA的结合通过液体液相分离导致YB身体形成，并且YB体的形成稳定了YB和FLAM RNA之间的结合，从而增加了pIRNA的量，从而增加了促进可转移因子抑制的PIRNA量。