未知の核外輸送機構を短い環状RNAから解明する

阐明短环状RNA未知的核输出机制

• 批准号: 22K05565
• 负责人: 芳本 玲
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Setsunan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05565/
• 关键词: circRNA; SINE; スプライシング; ノンコーディングRNA

環状RNA(circRNA)は、癌や統合失調症、そして自己免疫疾患といった重要な疾患との関わりがある新たな遺伝子モジュレーターであり、ヒトでは数千種類同定されている。circRNAの多くは細胞質で機能するが、mRNAと比べて末端構造がないためその核外輸送機構には不明な点が多い。申請者のこれまでの研究で、circRNAの核外輸送は長さに応じて異なる核外輸送経路で輸送されること、さらに1000塩基未満の短いcircRNAは未知の輸送経路で核外輸送されていることを見出した。本研究提案では細胞がcircRNAの長さを認識し、核外輸送する機構を解明する。さらに短いcircRNAの核外輸送と自然免疫応答との関わりを通して細胞がcircRNAの核外輸送経路を使い分けることの意義を解明する。新規輸送経路の同定という基礎研究から、重要な疾患に関わる機能解析へと至る研究を提案したい。本年度は、機能性circRNAの一つであるciRS-7/CDR1の核外輸送経路について論文化のためにデータを集めたとともに、マウスSINE B1による環状化が起こるcircRNAの探索時に、思いがけず見出したノンコーディングRNA 4.5SHの新機能解明に多くの時間を割いた。4.5SHは小型齧歯類特異的に発現するノンコーディングRNAであり、SINE B1と高い相同性を示す。4.5SHノックアウトマウスは胚性致死であることから、重要な機能を有していることが示唆された。そこでノックアウトES細胞のRNA-Seq解析を行ったところ、4.5SHの機能の一つとして、マウスゲノム中に数多く存在するSINE B1の有害なエキソン化を抑制することが明らかになった。

环状RNA（circRNA）是与癌症、精神分裂症和自身免疫性疾病等重要疾病有关的新型基因调节剂，在人类中已鉴定出数千种类型。大多数circRNA在细胞质中发挥作用，但与mRNA不同，它们没有末端结构，因此它们的核输出机制还有很多未知之处。申请人之前的研究表明，circRNA根据其长度通过不同的途径转运出细胞核，并且我发现小于1000个碱基的短circRNA通过未知的转运途径转运出细胞核。在本研究计划中，我们将阐明细胞识别 circRNA 长度并将其转运出细胞核的机制。此外，我们将通过短circRNA的核输出与先天免疫反应之间的关系来阐明细胞选择性使用circRNA核输出途径的重要性。我们希望提出的研究范围从确定新运输路线的基础研究到与重要疾病相关的功能分析。今年，我们收集了功能性circRNA之一ciRS-7/CDR1的核输出途径的数据并发表，并在花费大量时间寻找经过小鼠SINE B1环化的circRNA时意外地发现了它。阐明非编码RNA 4.5SH的新功能。 4.5SH是一种非编码RNA，在小型啮齿类动物中特异性表达，与SINE B1表现出高度同源性。 4.5SH基因敲除小鼠胚胎致死，表明它们具有重要的功能。因此，对敲除 ES 细胞的 RNA-Seq 分析表明，4.5SH 的功能之一是抑制 SINE B1 的有害外显化，而 SINE B1 在小鼠基因组中含量丰富。

项目成果

Regulation of alternative splicing by short ncRNA

短 ncRNA 对选择性剪接的调控

• 发表时间: 2022
• 作者: Rei Yoshimoto; Yuta Nakayama; Ikuko Nomura;Ikuko Yamamoto; Shigeyuki Tanaka; Misuzu Kurihara; Yu Suzuki; Takehiko Kobayashi; Hiroko Kozuka;Shinichi Nakaga
• 通讯作者: Shinichi Nakaga