RNA activationにおける分子機構の解析

RNA激活的分子机制分析

基本信息

批准号：
21K06953
负责人：
大野慎一郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06953/
关键词：
DDX21 CDK9 AGO TNRC6 RNA activation microRNA

项目摘要

本研究は、miR-34aによるがん抑制遺伝子ZMYND10の発現誘導をRNA activation (RNAa)機構の評価系として、この現象に関わる分子群を同定し、RNAa現象の普遍的な分子メカニズムを明らかにする。この研究目的を達成するために、プロテオーム解析による核内AGO/TNRC6複合体の解析を実施した。結果、核内AGO/TNRC6と複合体を形成する多数のタンパク質を同定し、特にAGOおよびTNRC6の両方に強く結合するタンパク質としてRNAヘリカーゼの一種であるDDX21を同定した。一方で、DDX21はrRNAの合成に関わるRNAヘリカーゼであり、転写因子としての機能は報告されていない。このことから、DDX21は核内AGO/TNRC6を中核とするRNAa複合体を構成する重要な因子であるが、直接的な転写活性化因子は別に存在すると考えられた。DDX21は、CDK9と複合体を形成し、Pol II pausing（転写の一時停止)を解除することで転写を活性化させるというNature誌の報告（Nature. 2015 February 12; 518(7538): 249-253.）があることからCDK9について解析した。結果、CDK9も核内AGO/TNRC6複合体に含まれること、CRISPR/Casおよび低分子阻害剤を用いたCDK9の抑制は、RNAaも抑制することを明らかにした。以上のことから、核内miRNA/AGO/TNRC6複合体は、DDX21/CDK9複合体を介して、Pol II pausing の解放により転写を活性化させている可能性が示唆された。この新しいRNAa分子機構のモデルは、論文としてCell Reports誌に掲載された（Cell Rep. 2022 Apr 12;39(2):110673.）。

本研究以miR-34a诱导抑癌基因ZMYND10表达作为RNA激活（RNAa）机制的评估系统，鉴定了参与该现象的分子群，并阐明了RNAa现象的普遍分子机制。。为了实现这一研究目标，我们通过蛋白质组学分析了核 AGO/TNRC6 复合物。结果，我们鉴定了许多与核 AGO/TNRC6 形成复合物的蛋白质，特别是，我们鉴定了 DDX21（一种 RNA 解旋酶）作为与 AGO 和 TNRC6 强烈结合的蛋白质。另一方面，DDX21是参与rRNA合成的RNA解旋酶，其作为转录因子的功能尚未见报道。这表明DDX21是构成以核AGO/TNRC6为核心的RNAa复合物的重要因子，但还存在其他直接转录激活因子。 Nature 杂志报道 DDX21 通过与 CDK9 形成复合物并释放 Pol II 暂停来激活转录（Nature. 2015 February 12; 518(7538): 249-253），我们分析了 CDK9。结果显示，CDK9也包含在核AGO/TNRC6复合物中，并且使用CRISPR/Cas和小分子抑制剂抑制CDK9也会抑制RNAa。这些结果表明核 miRNA/AGO/TNRC6 复合物可能通过 DDX21/CDK9 复合物释放 Pol II 暂停来激活转录。这一新的RNAa分子机制模型以论文形式发表在Cell Reports上（Cell Rep. 2022 Apr 12;39(2):110673.）。