Functions and molecular hierarchy of epigenome regulators in Drosophila piRNA pathways

レトロトランスポゾンは、生物の次世代継承の脅威となるため、その発現は抑制状態にある。これまでの研究から、piRNAと呼ばれる小分子RNAとPIWIファミリータンパク質の複合体がレトロトランスポゾンの識別と発現の抑制に必須であることが報告されている。本研究はpiRNAによるエピジェネティックな制御機構を解析可能な培養細胞OSCとショウジョウバエ個体を活用し、レトロトランスポゾンの抑制機構を明らかにすることを目的とする。これまで生化学を駆使し、piRNA経路の上流因子候補をいくつか同定し、その分子機能を解析してきた。2022年度は、L(3)mbt遺伝子ノックアウトハエでは、脳などの体細胞株で顕著に生殖細胞由来遺伝子が発現することや、L(3)mbt遺伝子ノックアウトOSC細胞では、生殖細胞由来piRNAが発現することが報告されている。このように、piRNAの異所性発現を防ぐ重要な因子としてL(3)mbt遺伝子は知られていたが、分子機構は不明な点が多かった。今回、L(3)mbt遺伝子のパートナー遺伝子を探索し、CG2662(Lint-Oと命名)を新たに同定した(Yamamoto-matsuda et al. EMBO reports, 2022)。Lint-O遺伝子ノックアウトハエでは、L(3)mbt遺伝子ノックアウトハエと同様に、脳において、生殖細胞で本来特異的に発現する遺伝子群が異所的に発現することを見出した。さらに、腫瘍様の細胞塊が生じることを見出した。Lint-O変異体では生殖巣の体細胞において生殖細胞マーカーであるVasa遺伝子が異所的に発現しており、Lint-OがL(3)mbtと協調的に働く因子であることを生化学および遺伝学を駆使して明らかにした。以上の成果は、ゲノムにおけるpiRNA産生領域の特異性を理解する上で重要な発見であると考えられる。

レトロトランスポゾンは、生物の次世代継承の脅威となるため、その発現は抑制状態にある。これまでの研究から、piRNAと呼ばれる小分子RNAとPIWIファミリータンパク質の複合体がレトロトランスポゾンの識別と発現の抑制に必須であることが報告されている。本研究はpiRNAによるエピジェネティックな制御機構を解析可能な培養細胞OSCとショウジョウバエ個体を活用し、レトロトランスポゾンの抑制機構を明らかにすることを目的とする。これまで生化学を駆使し、piRNA経路の上流因子候補をいくつか同定し、その分子機能を解析してきた。2022年度は、L(3)mbt遺伝子ノックアウトハエでは、脳などの体細胞株で顕著に生殖細胞由来遺伝子が発現することや、L(3)mbt遺伝子ノックアウトOSC細胞では、生殖細胞由来piRNAが発現することが報告されている。このように、piRNAの異所性発現を防ぐ重要な因子としてL(3)mbt遺伝子は知られていたが、分子機構は不明な点が多かった。今回、L(3)mbt遺伝子のパートナー遺伝子を探索し、CG2662(Lint-Oと命名)を新たに同定した(Yamamoto-matsuda et al. EMBO reports, 2022)。Lint-O遺伝子ノックアウトハエでは、L(3)mbt遺伝子ノックアウトハエと同様に、脳において、生殖細胞で本来特異的に発現する遺伝子群が異所的に発現することを見出した。さらに、腫瘍様の細胞塊が生じることを見出した。Lint-O変異体では生殖巣の体細胞において生殖細胞マーカーであるVasa遺伝子が異所的に発現しており、Lint-OがL(3)mbtと協調的に働く因子であることを生化学および遺伝学を駆使して明らかにした。以上の成果は、ゲノムにおけるpiRNA産生領域の特異性を理解する上で重要な発見であると考えられる。