Analysis of vesicular traffic involving systemic RNAi

涉及系统 RNAi 的囊泡交通分析

基本信息

批准号：
20H03422
负责人：
三谷昌平
金额：
$ 10.32万
依托单位：
Tokyo Women's Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、RNA干渉(RNAi)が細胞間で伝播する現象に焦点を当て、それに関わる小胞輸送分子の機能解析を行う。線虫で最初に見つかった全身性RNAi(ある組織でRNAiが起こると別の組織に同様の効果が伝播すること)の分子細胞メカニズムとその生理学的意義の解明を目指している。dsRNAのような生体高分子の開口分泌とエンドサイトーシスに依存する可能性が高い。我々はこの現象に関与する新たな分子を多数発見しているが、その中で亜鉛トランスポーターとRab GAPタンパク質に焦点を当てて、線虫遺伝学を利用して作用メカニズム解析をしている。(テーマ1) 亜鉛トランスポーター変異体がEri表現型(RNAi増強)を呈することから、亜鉛による制御を受ける分子でどのような表現型を持つかを調べた。培地への亜鉛の添加により、RNAi効果は減弱し、他のイオン（カルシウム、マグネシウム、マンガン、鉄）では抑制効果は見られず、亜鉛に特異的であった。(テーマ2) 我々は、順遺伝学スクリーニングで全身性RNAiが減弱する分子を見出した。そのうちの１つは、TBC-3（Rab GAP活性を持つ）であり、別の新規分子(線虫特異的なタンパク質をコード)をREXD-1と名付けた。これらの変異体では、腸管からのdsRNAの放出が低下するが、他の組織でのdsRNAの取り込みは正常である。卵細胞への卵黄の取り込みも正常に行われることから、腸管からの卵黄タンパク質の放出は正常であることが分かった。神経伝達物質の放出が正常である(運動などが正常に起こる)など、機能としては、dsRNAの分泌に特化していることが示された。Rexd-1、tbc-3、sid-5（既報の腸管からの分泌に関与する分子）の三重変異体では、全身性RNAiが全く起こらなくなることから、３種類の経路が冗長的に働いてdsRNAの放出に関与していることが解明された。

在本研究中，我们将重点关注细胞间RNA干扰（RNAi）传播的现象，并分析所涉及的囊泡转运分子的功能。我们的目标是阐明系统性 RNAi 的分子和细胞机制（当 RNAi 发生在一个组织中时，相同的效果传播到其他组织）及其生理意义，这是首次在秀丽隐杆线虫中发现的。它可能依赖于生物大分子（例如 dsRNA）的胞吐作用和内吞作用。我们发现了许多与这种现象有关的新分子，但我们重点关注锌转运蛋白和 Rab GAP 蛋白，并利用秀丽隐杆线虫遗传学来分析它们的作用机制。（主题1）由于锌转运蛋白突变体表现出Eri表型（增强的RNAi），我们研究了受锌调节的分子的表型。培养基中添加锌会减弱RNAi效应，而其他离子（钙、镁、锰、铁）则没有抑制作用，表明它对锌具有特异性。（主题 2）我们发现了通过正向遗传筛选减弱系统性 RNAi 的分子。其中一个是TBC-3（具有Rab GAP活性），另一个新分子（编码线虫特异性蛋白）被命名为REXD-1。在这些突变体中，肠道中 dsRNA 的释放减少，但其他组织中 dsRNA 的摄取是正常的。蛋黄进入卵细胞的摄取也正常发生，表明蛋黄蛋白从肠道的释放正常。神经递质的释放正常（运动等正常发生），表明该功能专门用于分泌 dsRNA。在 Rexd-1、TBC-3 和 SID-5（之前报道的一种参与肠道分泌的分子）的三重突变体中，系统性 RNAi 根本不发生，表明这三种类型的途径是多余的。被发现参与释放