RNAシナプス局在および制御の分子機構解明

阐明RNA突触定位和调节的分子机制

基本信息

批准号：
23870016
负责人：
王丹
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-08-24 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23870016/
关键词：
RNA シナプス局在エレメント生細胞イメージング

项目摘要

本研究は、RNAのシナプスへ局在するメカニズムおよびシナプスでの翻訳制御の分子メカニズムの解明を目的としている。23年度は、アメフラシから採取した感覚神経、運動神経細胞を用いて人工神経ネットワークを構築し、生きた細胞で翻訳蛍光レポーターを用いたRNA局在メカニズムや、翻訳制御の解析を行った。さらに、遺伝子発現の空間的制御をリアルタイムで解析する可視化研究手法を開発した。その成果の一つに、mRNAがシナプスに局在するための「アドレス」エレメントを同定した。アメフラシの感覚-運動神経をつなぐシナプスに局在する神経伝達物質ペプチド遺伝子sensorinをモデル分子とし、翻訳コドンのすぐ上流に存在する66ntの局在エレメントの存在を見出した。このエレメントを本来局在しないmRNAに連結させると、連結した遺伝子もシナプスに局在するようになった。さらに、変異導入で解析することによって、エレメントの2次構造が何らかの分子に認識され、sensorinのシナプス局在を促進するであろうメカニズム的な示唆が得られた。2次構造の同定については、in silico predictionで得られた2次構造を候補にあげ、生化学的な手法で構造を裏付けするアプローチが有用であることがわかった。もう一つの成果は、RNAライブイメージングの基盤ツールとなるエキシトン蛍光プローブを用いて、無洗浄RNA in situ検出法を開発した。従来のFluorescence In Situ Hybridizationよりも簡便にRNA検出ができた。これらの結果は1RNAの空間制御メカニズムの解明に手掛りを与え、さらなる発展に繋がる研究ツールとして期待できる。

这项研究旨在阐明RNA定位到突触的机理以及突触时转化调节的分子机制。在2011财年中，使用从麻雀收集的感觉和运动神经元构建了人造神经网络，并使用转化荧光记者在活细胞中对RNA定位机制进行了分析，并进行了转化控制。此外，我们开发了一种可视化研究方法，该方法可以实时分析基因表达的空间控制。结果之一是鉴定了将mRNA定位到突触的“地址”元素。该模型分子是神经递质肽基因感觉蛋白，该基因位于连接上肌的感觉运动神经的突触中，并且存在于翻译密码子的上游的66NT局部元素。当该元素与最初不是本地化的mRNA相关时，链接的基因也局限于突触。此外，诱变分析得出了一种机制，可以使某些分子识别元素的二级结构，从而促进感觉素的突触定位。为了鉴定二级结构，发现一种候选方法是使用生物化学技术使用硅质预测中获得的二级结构来支持结构。另一个成就是使用激子荧光探针开发一种原位清洁RNA检测的方法，这是实时RNA成像的基础工具。 RNA检测比常规荧光原位杂交容易。这些结果为阐明1RNA的空间调节机制提供了线索，可以预期作为一种研究工具，将导致进一步发展。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A rapid and effective FISH protocol with hybridization-sensitive fluorescent linear oligo probes

采用杂交敏感荧光线性寡核苷酸探针的快速有效的 FISH 方案

DOI：
10.1261/rna.028431.111
发表时间：
2012
期刊：
RNA
影响因子：
4.5
作者：
Wang;D.O.;Matsuno;H.;Ikeda;S.;Nakamura;A.;Yanagisawa;H.;Hayashi;Y.;Okamoto;A.
通讯作者：
A.

mRNA Localization and Synapse-, Stimulus-specific Local Translation during Neuronal Plasticity

神经元可塑性过程中的 mRNA 定位和突触、刺激特异性局部翻译

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
王丹
通讯作者：
王丹

無洗浄FISH法の開発と脳内遺伝子発現解析への応用

免清洗FISH方法的开发及其在脑基因表达分析中的应用

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
王丹;松野ひとみ;池田修司;林安則;岡本晃充
通讯作者：
岡本晃充

神経細胞における時・空間的遺伝子発現制御

神经元基因表达的时空控制

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
栗原大輔;牛王啓太;東山哲也;Jun Ueda;中曽根祐介;王丹
通讯作者：
王丹

Identification of a cis-acting element that localizes mRNA to synapses

DOI：
10.1073/pnas.1116269109
发表时间：
2012-03-20
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Meer, Elliott J.;Wang, Dan Ohtan;Martin, Kelsey C.
通讯作者：
Martin, Kelsey C.