口腔がんにおけるR-loopとRNA修飾の関連性の解明と新規治療法の創出

DNAやヒストンがメチル化などの化学修飾により遺伝子の発現を制御する「エピジェネティクス」の概念に加え、RNAも同様に化学修飾を受けることで様々な細胞内プロセスを制御することが明らかになり、「エピトランスクリプトミクス」の概念が定着しつつある。近年、「R-loop」を構成するRNAがN6-メチルアデノシン修飾(m6A)修飾を受けることでR-loopの形成やDNA損傷時の相同組換え修復に関与していることが報告された。R-loopは、転写の過程において、新生されたRNAが鋳型DNAとハイブリッドを形成し、DNA:RNA二重鎖と一本鎖DNAの三本鎖から構成されるもので、転写伸長の障害やDNA切断の可能性を増やすことでゲノム不安定を誘発し、悪性腫瘍をはじめとする様々な疾患の起因となることが示されている。申請者は、m6A修飾以外にもR-loopに集積する未報告のRNA修飾(2’-o-メチル化修飾：Nm修飾)が存在すること、ならびにNm修飾を担う酵素であるFibrillarin (FBL)が口腔がんをはじめとする様々な悪性腫瘍で発現増加することを見出した。DNA:RNAハイブリッドを特異的に認識してRNAを分解する酵素であるRNase H1の変異体(R-loopに結合するがRNAを分解しない)を用いてR-loopを免疫沈降し、質量分析装置を用いて網羅的にRNA修飾をスクリーニングした。その結果、既報のm6A修飾に加えてNm修飾も多く蓄積していることを確認した。またFBLの発現を抑制すると、S9.6抗体で検出されるR-loopのシグナルが核内で増強していたことから、FBLがR-loopの形成に関与していることが示唆された。今後さらに、R-loopのNm修飾の役割や悪性腫瘍との関連性を明らかにし、R-loopやRNA修飾の制御を介した新たながん治療へのアプローチを展開したい。

DNAやヒストンがメチル化などの化学修飾により遺伝子の発現を制御する「エピジェネティクス」の概念に加え、RNAも同様に化学修飾を受けることで様々な細胞内プロセスを制御することが明らかになり、「エピトランスクリプトミクス」の概念が定着しつつある。近年、「R-loop」を構成するRNAがN6-メチルアデノシン修飾(m6A)修飾を受けることでR-loopの形成やDNA損傷時の相同組換え修復に関与していることが報告された。R-loopは、転写の過程において、新生されたRNAが鋳型DNAとハイブリッドを形成し、DNA:RNA二重鎖と一本鎖DNAの三本鎖から構成されるもので、転写伸長の障害やDNA切断の可能性を増やすことでゲノム不安定を誘発し、悪性腫瘍をはじめとする様々な疾患の起因となることが示されている。申請者は、m6A修飾以外にもR-loopに集積する未報告のRNA修飾(2’-o-メチル化修飾：Nm修飾)が存在すること、ならびにNm修飾を担う酵素であるFibrillarin (FBL)が口腔がんをはじめとする様々な悪性腫瘍で発現増加することを見出した。DNA:RNAハイブリッドを特異的に認識してRNAを分解する酵素であるRNase H1の変異体(R-loopに結合するがRNAを分解しない)を用いてR-loopを免疫沈降し、質量分析装置を用いて網羅的にRNA修飾をスクリーニングした。その結果、既報のm6A修飾に加えてNm修飾も多く蓄積していることを確認した。またFBLの発現を抑制すると、S9.6抗体で検出されるR-loopのシグナルが核内で増強していたことから、FBLがR-loopの形成に関与していることが示唆された。今後さらに、R-loopのNm修飾の役割や悪性腫瘍との関連性を明らかにし、R-loopやRNA修飾の制御を介した新たながん治療へのアプローチを展開したい。