核構造とRNA輸送の分子制御

核结构和 RNA 运输的分子控制

• 批准号: 15030236
• 负责人: 斉藤 寿仁
• 金额: $ 4.1万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15030236/
• 关键词: SUMO; 翻訳後修飾; 核輸送; 核膜孔; シグナル伝達; シャペロン; 酵素; ユビキチン; RNA輸送; 核構造; IGC; c-fos; 転写; スプライシング

細細胞の核内構造が転写を代表する核内反応の制御に関わる例が近年数々報告されている。本研究ではIGCの構成成分とRNA転写およびスプライシング、mRNA輸送に関わる機序と、核膜孔の細胞質フィラメント構成因子であるSUMO E3リガーゼRanBP2に焦点を当て、核膜孔におけるRNAの輸送と翻訳後修飾因子SUMOの役割を明らかにすることを目的として研究を推進し、以下の結果を得た。1.SUMO結合タンパク質の解析:大腸菌体内でSUMO化タンパク質を大量に合成するシステムを完成させた。酵母2ハイブリッド法によりSUMO化タンパク質結合因子STIPsを複数同定し、大腸菌システムによるリコンビナントSUMO化タンパク質を用いた解析を行った。STIP3はRNA結合タンパク質であり、SUMOがSTIP3との相互作用を介して核内RNAの動態制御に関わるというモデルを提案した。2.in situ SUMO化反応とRNAiによるSUMO化システムの解析:SUMO化反応と核内構造、および生体分子輸送の解析をセミインタクト細胞において解析する技術を確立した(in situ SUMo化反応系)。こうした新技術と、RNAi法を組み合わせることで、SUMO化システムとIGC、核膜孔の構築メカニズム、そして核膜孔におけるSUMO化およびRanBP2-E3活性生理的な意義を解析した。3.RanBP2のsiRNAによるノックダウン効果の解析:RanBP2のsiRNAにより,細胞内のRanBP2を約80%ほどノックダウンすることに成功した。RanBP2ノックダウン細胞において、ポリA-RNAの核内における蓄積をポリAのin situ hybridization反応を用いて観察したのと同時に、IGC核スペックルの構成因子の局在異常を免疫染色法により検出した。核膜孔タンパク質や核ラミナの構造には変化が見られなかったことから、この結果は、RanBP2の機能破綻が直接的にRNA輸送及び核構造の制御に関わることを示していると考えられた。

近年来，已经报道了许多微细胞的核结构参与核反应（例如转录）控制的例子。在这项研究中，我们重点研究了IGC的组成部分以及参与RNA转录、剪接和mRNA运输的机制，以及我们进行的核孔细胞质丝的组成因子SUMO E3连接酶RanBP2。研究目的是阐明SUMO修饰剂的作用，并获得以下结果。 1. SUMO结合蛋白的分析：我们已经完成了在大肠杆菌中合成大量SUMO结合蛋白的系统。我们使用酵母双杂交方法鉴定了多个结合 SUMO 化蛋白的 STIP，并使用大肠杆菌系统使用重组 SUMO 化蛋白对它们进行了分析。 STIP3是一种RNA结合蛋白，我们提出了一个模型，其中SUMO通过与STIP3相互作用参与调节核RNA动力学。 2.使用原位SUMO化反应和RNAi分析SUMO化系统：我们建立了一种分析半完整细胞中SUMO化反应、核结构和生物分子转运的技术（原位SUMO化反应系统）。通过将这些新技术与RNAi方法相结合，我们分析了SUMO化系统、IGC、核孔的构建机制，以及核孔中SUMO化和RanBP2-E3活性的生理意义。 3.RanBP2 siRNA的敲低效果分析：我们使用RanBP2 siRNA成功地将细胞内的RanBP2敲低约80%。在RanBP2敲低细胞中，利用polyA原位杂交反应观察到细胞核中polyA-RNA的积累，同时利用免疫染色检测IGC核斑点的构成因子的异常定位。由于没有观察到核孔蛋白或核纤层的结构发生变化，因此该结果被认为表明RanBP2的功能障碍直接参与RNA转运和核结构的调节。

项目成果

SUMO meets ubiquitin.

SUMO 遇上泛素。

• 发表时间: 2004
• 期刊: 実験医学 22
• 作者: Kumamoto K;Hirai T;Kishioka S;Iwahashi H;Y.Uchimura;斉藤寿仁
• 通讯作者: 斉藤寿仁

Noncovalent SUMO-1 binding activity of TDG is required for its SUMO-1 modification and colocalization with PMI

TDG 的 SUMO-1 修饰和与 PMI 的共定位需要 TDG 的非共价 SUMO-1 结合活性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Biological Chemistry (in press)
• 作者: Pichler;A.;Knipscheer;P.;Saitoh;H.;Sixma;T.K.;Melchior;F.;H.Takahashi
• 通讯作者: H.Takahashi

ユビキチンファミリーの制御機構

泛素家族的调控机制

• 发表时间: 2004
• 期刊: 医学のあゆみ 211
• 作者: Pichler;A.;Knipscheer;P.;Saitoh;H.;Sixma;T.K.;Melchior;F.;H.Takahashi;Y.Uchimura;Y.Uchimura;内村康寛
• 通讯作者: 内村康寛

タンパク質ポリマー及びその購法

蛋白质聚合物及其购买方法

• 发表时间: 2003

K.Matsuzaki: "PML-nuclear bodies are involved in cellular serum response."Genes to Cells. 8. 275-286 (2003)

K.Matsuzaki：“PML 核体参与细胞血清反应。”基因到细胞。