細胞分化における体細胞ｐｉＲＮＡの機能解明

体细胞piRNA在细胞分化中的功能阐明

基本信息

批准号：
15J00469
负责人：
庄司佳祐
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

piRNAは主に生殖巣において機能すると考えられているが、近年、体細胞においても機能することが示唆されつつある。本研究ではpiRNAを発現する卵巣由来のカイコ培養細胞（BmN4）を脂肪細胞様に分化させ、生殖細胞から体細胞に分化する際のpiRNA動態を捉えるための実験基盤の構築を目的とした。また、BmN4細胞を用いた人工piRNA産生系の確立を試みた。1. piRNAの多くはゲノム上のpiRNAクラスタと呼ばれる領域に由来する。BmN4細胞における脂肪細胞分化誘導時のmRNAおよびpiRNAの変動を調査したところ、piRNAクラスタの一部から発現するmRNAおよびpiRNAは、脂肪細胞分化によって顕著に変化した。カイコ胚子期の発達段階別のpiRNAライブラリとの比較を行った結果、これらのpiRNAクラスタは、胚子の発達に伴っても類似の発現変動を示すことが分かった。この結果は、本研究で用いた誘導系がpiRNAクラスタの発現調節の観点で胚子期の変動を模倣している可能性を示唆している。この結果は平成29年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会において発表した。2. piRNAはping-pong cycleと呼ばれる増幅経路によって増幅すると考えられている。しかし、ping-pong cycleはバイオインフォマティクス解析から想定されたモデルであって、堅固な実験的証明は存在しなかった。本研究では、BmN4細胞を用いて人工的にping-pong piRNAを産生する系を構築し、ping-pong cycleの実証に成功した。さらに、この実験系を利用することによって、piRNA-PIWIタンパク質による認識には17塩基の相補が必要であり、22塩基の相補があれば充分であることを示した。この結果は、RNA誌に発表するとともに、国際学会においても発表を行い、学生優秀発表賞を受賞した。

尽管piRNA被认为主要在性腺中起作用，但近年来已经提出它们在体细胞中也起作用。这项研究旨在建立一个实验基础，以区分卵巢衍生的蚕培养细胞（BMN4），该细胞（BMN4）将piRNA表达为脂肪细胞状，并在从生殖细胞中区分了细胞为体细胞时捕获了皮尔纳动力学。此外，我们试图使用BMN4细胞建立人工PIRNA生产系统。 1。大多数PIRNA都来自称为PIRNA簇的基因组上的区域。当我们研究在BMN4细胞中诱导脂肪细胞分化后的mRNA和PIRNA的变化时，通过脂肪细胞分化显着改变了从PIRNA簇表达的mRNA和PIRNA。与PIRNA文库的比较对于蚕胚阶段的不同发育阶段的比较在胚胎发育中显示出相似的表达变化。该结果表明，本研究中使用的诱导者系统可能在调节piRNA簇的表达方面模仿胚胎阶段的变化。这些结果在2017年关于使用丝绸和昆虫功能的学术演讲中介绍。2。piRNA被认为是通过称为乒乓周期的放大途径来放大的。但是，乒乓周期是从生物信息学分析中假定的模型，并且没有强大的实验证明。在这项研究中，我们构建了一个使用BMN4细胞人为产生乒乓球的系统，并成功证明了乒乓周期。此外，通过利用该实验系统，我们表明，需要17个互补碱来识别Pirna-Piwi蛋白，而22个补充基础就足够了。这些结果在RNA杂志以及国际会议上介绍，并获得了卓越奖。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Proof-of-concept for the “ping-pong” amplification cycle of PIWI-interacting RNAs.

PIWI 相互作用 RNA 的“乒乓”扩增循环的概念验证。

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Keisuke Shoji;Yutaka Suzuki;Sumio Sugano;Toru Shimada;and Susumu Katsuma
通讯作者：
and Susumu Katsuma

Is the expression of sense and antisense transgenes really sufficient for artificial piRNA production?

有义和反义转基因的表达真的足以用于人工 piRNA 的生产吗？

DOI：
10.1016/j.cub.2015.07.001
发表时间：
2015
期刊：
Current Biology
影响因子：
9.2
作者：
Izumi N;Shoji K;Sakaguchi Y;Honda S;Kirino Y;Suzuki T;Katsuma S;Tomari Y;Keisuke Shoji and Susumu Katsuma
通讯作者：
Keisuke Shoji and Susumu Katsuma

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