RNA分子を介して核内高次構造体の形成に関与する分子の同定および解析

核内には核小体をはじめとする様々な核内小器官が存在するとともに、転写やDNA損傷といったイベントに応じた多様な機能部位が構築される。さらに、核内においてDNAはランダムに分散しているのではなく、染色体テリトリーと称される区画化されたドメインを形成しており、遺伝子の発現状況に応じて核内での位置を変化させる。しかしながら、こうした間期核や染色体の組織化やダイナミクスに関する知見は乏しい。我々は、核内でのイベントに応じて核内高次構造体の構築や染色体テリトリーを規定する足場構造体が存在すると推定し、いわゆる'核内マトリクス画分'のプロテオーム解析を行なった。当該年度はプロテオーム解析により同定された蛋白質の一つ、Integrator complex subunit 4 (INTS4)の解析を進めた。INTS4のノックダウンを行うと、Cajal bodyのマーカー蛋白質であるCoilinが核小体へ蓄積するという表現型が観察された。また、他のCajal bodyの因子であるsurvival of motor neuron protein (SMN)やSm proteinはCajal bodyに局在せず、細胞質でFociを形成している様子が観察されCajal bodyの正常な機能が損なわれていることが分かった。さらに、この細胞質のSMN、Sm proteinのFociにはsnRNAが含まれていないことから、INTS4をノックダウンすることで正常な細胞では核外に輸送されてこれらの蛋白質と複合体を形成するsnRNAが核外へと輸送されなくなっている可能性が示唆された。また、INTS4をノックダウンすることでsnRNAの3'末端のプロセシングが行われていないsnRNAが核内に蓄積することから、snRNAの正常なプロセシングがsnRNAの核外輸送、Cajal bodyの形成に重要であることが分かった。

核内には核小体をはじめとする様々な核内小器官が存在するとともに、転写やDNA損傷といったイベントに応じた多様な機能部位が構築される。さらに、核内においてDNAはランダムに分散しているのではなく、染色体テリトリーと称される区画化されたドメインを形成しており、遺伝子の発現状況に応じて核内での位置を変化させる。しかしながら、こうした間期核や染色体の組織化やダイナミクスに関する知見は乏しい。我々は、核内でのイベントに応じて核内高次構造体の構築や染色体テリトリーを規定する足場構造体が存在すると推定し、いわゆる'核内マトリクス画分'のプロテオーム解析を行なった。当該年度はプロテオーム解析により同定された蛋白質の一つ、Integrator complex subunit 4 (INTS4)の解析を進めた。INTS4のノックダウンを行うと、Cajal bodyのマーカー蛋白質であるCoilinが核小体へ蓄積するという表現型が観察された。また、他のCajal bodyの因子であるsurvival of motor neuron protein (SMN)やSm proteinはCajal bodyに局在せず、細胞質でFociを形成している様子が観察されCajal bodyの正常な機能が損なわれていることが分かった。さらに、この細胞質のSMN、Sm proteinのFociにはsnRNAが含まれていないことから、INTS4をノックダウンすることで正常な細胞では核外に輸送されてこれらの蛋白質と複合体を形成するsnRNAが核外へと輸送されなくなっている可能性が示唆された。また、INTS4をノックダウンすることでsnRNAの3'末端のプロセシングが行われていないsnRNAが核内に蓄積することから、snRNAの正常なプロセシングがsnRNAの核外輸送、Cajal bodyの形成に重要であることが分かった。