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マイクロRNAによるフィードバックを介した遺伝子発現制御機構の解明

阐明microRNA反馈介导的基因表达控制机制

基本信息

批准号：
08J05169
负责人：
渡邊由香
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

組織および時期特異的な遺伝子発現制御を担うmicroRNA(miRNA)に関しては,細胞周期の分子制御においてもその重要性が明らかになりつつある,これまでに複数の細胞周期制御遺伝子が特定のmiRNAの標的となることや,細胞周期特異的なmiRNAの発現変動が観察されることなどが報告されている.本研究では,細胞周期進入時におけるmiRNA,トランスクリプトームおよびプロテオームの変動パターンを網羅的に測定・解析することで,劇的な遺伝子発現変動に及ぼすmiRNA群の分子作用をシステムレベルで検討する.リアルタイムPCRアレイを用いてマウス線維芽細胞の細胞周期静止期および再進入時におけるmiRNAの発現パターンを比較したところ,miR-20aやmiR-17といった細胞周期に関与するとされるmiRNAを含む多数のmiRNAの発現量が変動し,その多くは発現レベルの上昇を呈した,この現象の因子としてmiRNAの核外輸送を担うExportin-5(XPO5)のPI3K経路を介した発現制御を同定した.さらに,細胞周期進入時におけるXPO5の発現上昇の分子・生物学的意義を検討するため,XPO5をRNAiにてノックダウンし,この条件下でのトランスクリプトームおよびプロテオームデータを解析した.結果,XPO5のノックダウンにより多数のmiRNAの発現量が抑制されると同時に,細胞周期および細胞増殖に関与する遺伝子群の発現パターンが有意に変動した,遺伝子発現解析に平行して細胞増殖を観察したところ,増殖の阻害が確認された.これらの結果から,細胞周期進入時の遺伝子発現パターンの動的かつ精緻な制御機構にXPO5を介したmiRNAの発現量の変動が広範に作用し,細胞増殖に影響を与える可能性が示唆された.

The importance of molecular regulation of cell cycle in the regulation of microRNA(miRNA) in tissue and time-specific miRNA production has been highlighted, and multiple cell cycle regulatory vectors targeted specific miRNA have been reported. This study aims to determine and analyze miRNA, gene expression, and molecular interactions of miRNA groups during cell cycle entry. MiRNA expression in cell cycle quiescence and re-entry of cell germ cells was compared between miR-20a and miR-17. miRNA expression in cell cycle quiescence and re-entry of cell germ cells was compared between miR-20a and miR-17. miRNA expression in cell cycle quiescence and re-entry of cell germ cells was compared between miR-20a and miR-17. miRNA expression in cell cycle quiescence and re-entry of cell germ cells was increased. The factors contributing to this phenomenon include the regulation of the extracellular transport of miRNA by the PI3K pathway of Exportin-5(XPO5). The molecular and biological significance of the rise of XPO5 expression at cell cycle entry is discussed. XPO5 expression in RNAi is analyzed under these conditions. As a result, the expression of most miRNAs was suppressed by XPO5 and the expression of miRNAs related to cell cycle and proliferation was intentionally changed. The analysis of miRNA expression was parallel to the detection of cell proliferation and the inhibition of proliferation was confirmed. As a result, the expression of miRNAs at the time of cell cycle entry is regulated by the regulatory mechanism of XPO5 and the expression of miRNAs is regulated by the possibility of cell proliferation.