非コードRNAの転写を介した新たな遺伝子発現制御機構を発見研究成果

発表者

浜本  航多（東京大学大学院総合文化研究科 広域科学専攻 博士課程）
梅村  悠介（東京大学大学院総合文化研究科 広域科学専攻 修士課程）
牧野  支保（東京大学定量生命科学研究所 附属生命動態研究センター 遺伝子発現ダイナミクス研究分野 助教）
深谷  雄志（東京大学定量生命科学研究所 附属生命動態研究センター 遺伝子発現ダイナミクス研究分野 准教授）

発表のポイント

• エンハンサーと呼ばれるゲノム中の調節領域における非コードRNAの転写と、遺伝子からの転写を1細胞解像度でリアルタイムに検出する新規実験系を開発しました。
• エンハンサー上で非コードRNAの転写が起こることで、遺伝子の発現が抑制されるという新たな仕組みを世界に先駆けて発見しました。
• 遺伝子発現や細胞運命を制御する新たなゲノム技術の開発や、疾患の発症メカニズムの解明に貢献することが期待されます。

発表概要

　遺伝子発現の第一段階は、DNAを鋳型としてタンパク質の設計図となるmRNAを合成する転写反応です。この転写反応の活性を制御する上で中心的な役割を担っているのは、エンハンサーと呼ばれるゲノム上の調節領域です。近年、エンハンサーはタンパク質の設計図としての情報を持たないにも関わらず、自身から非コードRNAを転写するという興味深い特徴を持つことが明らかとなってきました。しかし、エンハンサー上における非コードRNAの転写がどのように遺伝子の発現制御に寄与するのかについては、これまで十分に理解されていませんでした。
　今回、東京大学大学院総合文化研究科の浜本 航多 大学院生、東京大学定量生命科学研究所の深谷 雄志 准教授らの研究チームは、ショウジョウバエ生体内において、エンハンサーからの非コードRNAの転写と遺伝子からのmRNAの転写の両者を同時かつ1細胞解像度で可視化するライブイメージング手法を新たに確立しました。詳細な解析の結果、エンハンサー上で非コードRNAの転写が起こることにより遺伝子領域からの転写量が抑制される、という新たな仕組みを発見しました。さらに、エンハンサー上における非コードRNAの転写は、エンハンサーの機能発揮に必要な転写因子の呼び込みを物理的に妨害することを解明しました。以上の成果は、生物がもつ精緻な遺伝子発現制御システムの一端を解き明かす画期的な成果です。