細胞分化における体細胞ｐｉＲＮＡの機能解明

体细胞piRNA在细胞分化中的功能阐明

• 批准号: 15J00469
• 负责人: 庄司 佳祐
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00469/
• 关键词: piRNA; BmN4; 脂肪細胞分化; Bombyx mori; small RNA; 小分子RNA; ピンポンサイクル; トランスクリプトーム; エピジェネティクス

piRNAは主に生殖巣において機能すると考えられているが、近年、体細胞においても機能することが示唆されつつある。本研究ではpiRNAを発現する卵巣由来のカイコ培養細胞（BmN4）を脂肪細胞様に分化させ、生殖細胞から体細胞に分化する際のpiRNA動態を捉えるための実験基盤の構築を目的とした。また、BmN4細胞を用いた人工piRNA産生系の確立を試みた。1. piRNAの多くはゲノム上のpiRNAクラスタと呼ばれる領域に由来する。BmN4細胞における脂肪細胞分化誘導時のmRNAおよびpiRNAの変動を調査したところ、piRNAクラスタの一部から発現するmRNAおよびpiRNAは、脂肪細胞分化によって顕著に変化した。カイコ胚子期の発達段階別のpiRNAライブラリとの比較を行った結果、これらのpiRNAクラスタは、胚子の発達に伴っても類似の発現変動を示すことが分かった。この結果は、本研究で用いた誘導系がpiRNAクラスタの発現調節の観点で胚子期の変動を模倣している可能性を示唆している。この結果は平成29年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会において発表した。2. piRNAはping-pong cycleと呼ばれる増幅経路によって増幅すると考えられている。しかし、ping-pong cycleはバイオインフォマティクス解析から想定されたモデルであって、堅固な実験的証明は存在しなかった。本研究では、BmN4細胞を用いて人工的にping-pong piRNAを産生する系を構築し、ping-pong cycleの実証に成功した。さらに、この実験系を利用することによって、piRNA-PIWIタンパク質による認識には17塩基の相補が必要であり、22塩基の相補があれば充分であることを示した。この結果は、RNA誌に発表するとともに、国際学会においても発表を行い、学生優秀発表賞を受賞した。

PiRNA は main に reproductive 巣 に お い て function す る と exam え ら れ て い る が, in recent years, somatic に お い て も function す る こ と が in stopping さ れ つ つ あ る. This study で は piRNA を 発 now す る eggs 巣 origin の カ イ コ cultured cells (BmN4) を fat cells others に differentiation さ せ, reproductive cells か ら somatic cell differentiation す に る interstate の piRNA dynamic を catch え る た め の be 験 base plate の build を purpose と し た. Youdaoplaceholder0, BmN4 cells を were used to produce artificial piRNA lines by た た to establish を test みた. More than 1. PiRNA の く は ゲ ノ ム on の piRNA ク ラ ス タ と shout ば れ る field に origin す る. BmN4 cells に お け る adipocyte differentiation induced の mRNA お よ び piRNA の - move を survey し た と こ ろ, piRNA ク ラ ス タ の a か ら 発 now す る mRNA お よ び piRNA は, adipocyte differentiation に よ っ て 顕 the に variations change し た. カ イ コ stage embryo child の 発 da Duan Jie don't の piRNA ラ イ ブ ラ リ と の is line を っ た results, こ れ ら の piRNA ク ラ ス タ は, embryo の 発 da に with っ て も similar の 発 now - move を shown す こ と が points か っ た. は こ の results, this study で い た induction system が piRNA ク ラ ス タ の 発 now adjust の 観 point で stage embryo child の - dynamic imitation を し て い を る possibility in stopping し て い る. The results of the にお and て academic lecture on the utilization of insect functions in the 29th year of the Heisei era were presented as た. 2. PiRNA は ping - pong cycle と shout ば れ る rights of 経 road に よ っ て rights of す る と exam え ら れ て い る. し か し, ping - pong cycle は バ イ オ イ ン フ ォ マ テ ィ ク ス parsing か ら scenarios さ れ た モ デ ル で あ っ て, strong な be 験 は proof of し な か っ た. This study で は, BmN4 cells を い て artificial に ping - pong piRNA を produce す る を build し, ping - pong cycle の card be に successful し た. さ ら に, こ の be を 験 department use す る こ と に よ っ て, piRNA PIWI タ ン パ ク qualitative に よ る know に は 17 salt base の phase fill が necessary で あ り, 22 salt base の phase が あ れ ば fully で あ る こ と を shown し た. <s:1> the results of <s:1>, RNA journal に publication するとと に に, international society にお て て を publication を, student excellence publication award を award た.

项目成果

Proof-of-concept for the “ping-pong” amplification cycle of PIWI-interacting RNAs.

PIWI 相互作用 RNA 的“乒乓”扩增循环的概念验证。

• 发表时间: 2016
• 作者: Keisuke Shoji;Yutaka Suzuki;Sumio Sugano;Toru Shimada;and Susumu Katsuma
• 通讯作者: and Susumu Katsuma

Is the expression of sense and antisense transgenes really sufficient for artificial piRNA production?

有义和反义转基因的表达真的足以用于人工 piRNA 的生产吗？

• DOI: 10.1016/j.cub.2015.07.001
• 发表时间: 2015
• 期刊: Current Biology
• 影响因子: 9.2
• 作者: Izumi N;Shoji K;Sakaguchi Y;Honda S;Kirino Y;Suzuki T;Katsuma S;Tomari Y;Keisuke Shoji and Susumu Katsuma
• 通讯作者: Keisuke Shoji and Susumu Katsuma

昆虫遺伝研究室ホームページ

昆虫遗传学实验室主页

Artificial "ping-pong" cascade of PIWI-interacting RNA in silkworm cells.

Piwi相互作用RNA在蚕细胞中的人工“乒乓”级联。

• DOI: 10.1261/rna.058875.116
• 发表时间: 2017-01
• 期刊: RNA (New York, N.Y.)
• 作者: Shoji K;Suzuki Y;Sugano S;Shimada T;Katsuma S
• 通讯作者: Katsuma S

Revealing Nbr functions in pre-piRNA trimming in silkworms by bioinfomatics analysis

通过生物信息学分析揭示 Nbr 在蚕 pre-piRNA 修剪中的功能

• 发表时间: 2016
• 作者: Keisuke Shoji;Natsuko Izumi;Yukihide Tomari;Susumu Katsuma.
• 通讯作者: Susumu Katsuma.