骨格筋可塑性における機械的刺激応答性microRNAの機能解析

microRNA(miRNA)は、特定のmRNAの発現を負に制御することで様々な生物学的コンテクストにおいて遺伝子発現を調整する機能があると考えられている。我々は、骨格筋の力学的環境への適応というコンテクストにおいて機能しうるMiRNAの探索とその機能解析を目的とし、力学的環境の異なる二種の筋肉、遅筋と速筋で発現量の異なるmiRNAをマイクロアレイ解析により網羅的にスクリーニングした。その結果、遅筋優位な発現パターンを示すmiRNAとして、miR-23aならびにmiR-23bが同定された。骨格筋の力学的環境への適応応答は、収縮特性および代謝特性の適応に大別される。筋代謝特性は筋内ミトコンドリア量によって制御されるが、本年度我々は、miR-23aが骨格筋のミトコンドリア量制御因子PGC-1αを発現抑制すること、さらにmiR-23aが筋内のミトコンドリア量を減少させる機能を持つことを見いだし、学術誌に投稿した。miR-23aならびにmiR-23bが速筋に比べ遅筋において高い発現を維持するメカニズムを解析した。mimA遺伝子は一般的にRNAポリメラーゼIIによって転写される。そして、その一次転写産物は二回のプロセシングを経て成熟miRNAとなる。miR-23a,bの一次転写産物の発現量を遅筋と速筋で比較した結果、それらは成熟miRNAと同様に遅筋優位な発現パターンを示した。ゆえにmiR-23a,bの遅筋優位な発現パターンは転写制御によって達成されていると考えられた。そこで、両miRNAプロモーター配列をクローニングし、レポーターアッセイによって遅筋優位な転写活性をもたらすモチーフ配列を探索した。その結果、miR-23bに関しては、そのプロモーター配列上に存在するCACC boxというモチーフ配列依存的に遅筋優位な転写活性が制御されていることが明らかとなった。

microRNA(miRNA)は、特定のmRNAの発現を負に制御することで様々な生物学的コンテクストにおいて遺伝子発現を調整する機能があると考えられている。我々は、骨格筋の力学的環境への適応というコンテクストにおいて機能しうるMiRNAの探索とその機能解析を目的とし、力学的環境の異なる二種の筋肉、遅筋と速筋で発現量の異なるmiRNAをマイクロアレイ解析により網羅的にスクリーニングした。その結果、遅筋優位な発現パターンを示すmiRNAとして、miR-23aならびにmiR-23bが同定された。骨格筋の力学的環境への適応応答は、収縮特性および代謝特性の適応に大別される。筋代謝特性は筋内ミトコンドリア量によって制御されるが、本年度我々は、miR-23aが骨格筋のミトコンドリア量制御因子PGC-1αを発現抑制すること、さらにmiR-23aが筋内のミトコンドリア量を減少させる機能を持つことを見いだし、学術誌に投稿した。miR-23aならびにmiR-23bが速筋に比べ遅筋において高い発現を維持するメカニズムを解析した。mimA遺伝子は一般的にRNAポリメラーゼIIによって転写される。そして、その一次転写産物は二回のプロセシングを経て成熟miRNAとなる。miR-23a,bの一次転写産物の発現量を遅筋と速筋で比較した結果、それらは成熟miRNAと同様に遅筋優位な発現パターンを示した。ゆえにmiR-23a,bの遅筋優位な発現パターンは転写制御によって達成されていると考えられた。そこで、両miRNAプロモーター配列をクローニングし、レポーターアッセイによって遅筋優位な転写活性をもたらすモチーフ配列を探索した。その結果、miR-23bに関しては、そのプロモーター配列上に存在するCACC boxというモチーフ配列依存的に遅筋優位な転写活性が制御されていることが明らかとなった。