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文部科学省科学研究費補助金「特定領域研究」細胞核ダイナミクス
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核スペックルの機能と分子構築:mRNAのスプライシングと核外輸送における役割
しきり線
熊本大学 大学院自然科学研究科生命科学講座 谷 時雄 平成16−20年度
 

 蛍光標識mRNA前駆体をHeLa細胞核にmicroinjectionすることにより、mRNA核外輸送過程を可視化して解析する実験系を確立した(発表論文1)。そのmRNA可視化系を用いて、核スペックル隣接部位に、転写阻害によりmRNAが蓄積する新規核内ドメイン(TIDRと命名)を発見すると共に、遺伝子の転写活性とmRNA核外輸送の密接な関連を指摘した(11)。更に、RNA結合タンパク質S1-1がTIDRに局在することを明らかにし、TIDRがRNA代謝に重要な役割を果たしている可能性を示した(2)。蛍光標識mRNAの核内での動きを1分子イメージングで可視化し、転写部位から核膜孔までmRNAが拡散運動によって核内を移行していることを示すと共に、核スペックルへのmRNA結合と解離のダイナミクスを明らかにした(3, 10, 12)。次に、核スペックルの形成及び機能解明を目的として、2016種類の放線菌培養上清サンプルから、核スペックル形成を阻害する天然化合物のスクリーニングを行い、1891-1aなど、核スペックルの形成阻害化合物数種類を見いだした。各化合物は、核スペックルが肥大化する表現型や、核スペックルが消失する表現型などを引き起こすと共に、エキソンスキッピング型選択的スプライシングの促進もしくは阻害を誘発した。これら化合物を用いた解析から、核スペックルに分布するpoly A+ RNAが核スペックル形成に重要な役割を果たしている可能性などを明らかにした(投稿準備中)。また、核スペックルの肥大化と、スプライシング反応阻害を引き起こす化合物spliceostatin Aが、スプライシング因子SF3bに結合して作用していることを明らかにした(5, 6)。

核スペックル形成阻害化合物の分離

 

発表論文リスト:

  1. Monitoring of mRNA export. Kazuaki Tokunaga and Tokio Tani, Current Protocols in Cell Biology, Chapter 22:Unit 22.13 (2008)
  2. S1-1 nuclear domains: characterization and dynamics as a function of transcriptional activity. Akira Inoue, Katsuji Tsugawa, Kazuaki Tokunaga, Kenichi P. Takahashi, Shigehiko Uni, Masatsugu Kimura, Koji Nishio, Naoki Yamamoto, Ken-ichi Honda, Takanori Watanabe, Hideo Yamane and Tokio Tani, Biol. Cell, 100, 523-535 (2008)
  3. The dynamics of pre-mRNAs and poly (A)+ RNA at speckles in living cells revealed by iFRAP studies. Yo Ishihama, Hisashi Tadakuma, Tokio Tani and Takashi Funatsu, Exp. Cell Res., 314, 748-762 (2008)
  4. Dss1 associating with the proteasome functions in selective nuclear mRNA export in yeast. Taro Mannen, Tomoko Andoh and Tokio Tani. Biochem. Biophys. Res. Commun., 365, 664-671 (2007)
  5. Inhibition of splicing and nuclear retention of pre-mRNA by spliceostatin A in fission yeast. Chor-Wai Yo, Daisuke Kaida, Shinichi Nsihimura, Akihisa Matsuyama, Yoko Yashiroda, Hiroshi Taoka, Ken Ishigami, Sidenori Watanabe, Hidenori Nakajima, Tokio Tani, Sueharu Horinouchi and Minoru Yoshida. Biochem. Biophys. Res. Commun., 364 573-577 (2007)
  6. Spliceostatin A targets SF3b and inhibits both splicing and nuclear retention of pre-mRNA. Daisuke Kaida, Hajime Motoyoshi, Etsu Tashiro, Takayuki Nojima, Masatoshi Hagiwara, Ken Ishigami, Hidenori Watanabe, Takeshi Kitahara, Tatsuhiko Yoshida, Hidenori Nakajima, Tokio Tani, Sueharu Horinouchi and Minoru Yoshida,Nature Chem. Biol., 3, 576-583 (2007)
  7. Mutations in the SF1-U2AF59-U2AF23 complex cause exon skipping in Schizosaccharomyces pombe. Noriko Haraguchi, Tomoko Andoh, David Frendewey and Tokio Tani, J. Biol. Chem., 282, 2221-2228 (2007)
  8. Participation of XPB/Ptr8p, a component of TFIIH, in nucleocytoplasmic transport of mRNA in fission yeast. Fumitaka Mizuki, Takeshi. Namiki, Hiroshi Sato, Hiromi Furukawa, Tadao Matsusaka, Yasumi Ohshima, Ryoko Ishibashi, Tomoko Andoh and Tokio Tani, Genes to Cells,12, 35-47 (2007)
  9. Visual screening for localized RNAs in yeast revealed novel RNAs at the bud-tip. Tomoko Andoh, Yukiko Oshiro, Sachiko Hayashi, Hideki Takeo and Tokio Tani,Biochem. Biophys. Res. Commun., 351, 999-1004 (2006)
  10. Imaging of single mRNA molecules movement within a living cell nucleus. Hisashi Tadakuma, Yo Ishihama, Toshiharu Shibuya, Tokio Tani and Takashi Funatsu, Biochem. Biophys. Res. Commun., 344, 772-779 (2006)
  11. Nucleocytoplasmic transport of fluorescent mRNA in living mammalian cells :Nuclear mRNA export is coupled to ongoing gene transcription. Kazuaki Tokunaga, Toshiharu Shibuya, Yo Ishihama, Hisashi Tadakuma, Miyuki Ide, Minoru Yoshida, Takashi Funatsu, Yasumi Ohshima and Tokio Tani, Genes to Cells, 11, 305-317 (2006)
  12. Single molecule imaging of mRNA splicing. Yo Ishihama, Hisashi Tadakuma, Tokio Tani and Takashi Funatsu, Nucleic Acids Symp. Ser., 49, 209-210 (2005)
  13. Hsp16p is required for thermotolerance in nuclear mRNA export in fission yeast Schizosaccharomyces pombe. Jun-ichi Yoshida and Tokio Tani, Cell Structure and Function, 29, 125-138 (2005)
  14. The fission yeast ptr1+ gene involved in nuclear mRNA export encodes a putative ubiquitin ligase. Tomoko Andoh, Abul Kalam Azad, Asako Shigematsu, Yasumi Ohshima and Tokio Tani, Biochem. Biophys. Res. Commun., 317, 1138-1143 (2004)
  15. The nucleolus is involved in mRNA export from the nucleus in fission yeast. Takashi Ideue, Abul Kalam Azad, Jun-ichi Yoshida, Tadao Matsusaka, Mitsuhiro Yanagida, Yasumi Ohshima and Tokio Tani, J. Cell Sci., 117, 2887-2895 (2004)
         
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