トランスポゾン侵略から生殖ゲノムをまもるpiRNA作動原理の統合的理解

トランスポゾンの利己的な転移活性による生殖ゲノムの損傷は種の保存を脅かすため、有性生殖を伴う動物は、進化の過程でpiRNAを中核因子とするRNAサイレンシング機構を自己防衛手段として獲得したと考えられている。しかし、その動作原理は未だ不明である。本研究では、piRNAの動作原理を明らかにすることを目的とした。piRNAは、piRNAクラスタから転写された前駆体から生成されるが、piRNA生合成の仕組みは未だ明らかになっていないため、その解明に取り組んだ。piRNA生合成の必須因子としてArmitageが知られる。ArmitageのRNA結合様式を調べたところ、通常の状態ではArmitage はpiRNA前駆体に特異的に結合するが、上流因子Ybが存在しない場合は様々な細胞内RNAに結合してしまい、また、これらのRNAからトランスポゾン抑制の機能をもたないpiRNAを作り出してしまうことが判明した。つまりYbはArmiのRNA結合の特異性を制御する因子であり、ArmitageはpiRNA生合成を促進する因子であることが判明した。この成果はCell Reports誌に報告した。並行してpiRNA生合成の場として知られるYb bodyの形成機構及び要求性に関して研究を進めた。Yb bodyに局在する因子としてはYb、Armitage、SoYb、Vretが知られる。本解析から、YbのRNA結合能があればYb bodyが形成されること、その形成後は、Armi、Soyb/Vretの順番でタンパク質相互作用を介してYb bodyに順次局在することがわかった。Yb bodyが液相分離によって形成されることも判明した。この成果はEMBO Reports誌に報告した。

トランスポゾンの利己的な転移活性による生殖ゲノムの損傷は種の保存を脅かすため、有性生殖を伴う動物は、進化の過程でpiRNAを中核因子とするRNAサイレンシング機構を自己防衛手段として獲得したと考えられている。しかし、その動作原理は未だ不明である。本研究では、piRNAの動作原理を明らかにすることを目的とした。piRNAは、piRNAクラスタから転写された前駆体から生成されるが、piRNA生合成の仕組みは未だ明らかになっていないため、その解明に取り組んだ。piRNA生合成の必須因子としてArmitageが知られる。ArmitageのRNA結合様式を調べたところ、通常の状態ではArmitage はpiRNA前駆体に特異的に結合するが、上流因子Ybが存在しない場合は様々な細胞内RNAに結合してしまい、また、これらのRNAからトランスポゾン抑制の機能をもたないpiRNAを作り出してしまうことが判明した。つまりYbはArmiのRNA結合の特異性を制御する因子であり、ArmitageはpiRNA生合成を促進する因子であることが判明した。この成果はCell Reports誌に報告した。並行してpiRNA生合成の場として知られるYb bodyの形成機構及び要求性に関して研究を進めた。Yb bodyに局在する因子としてはYb、Armitage、SoYb、Vretが知られる。本解析から、YbのRNA結合能があればYb bodyが形成されること、その形成後は、Armi、Soyb/Vretの順番でタンパク質相互作用を介してYb bodyに順次局在することがわかった。Yb bodyが液相分離によって形成されることも判明した。この成果はEMBO Reports誌に報告した。