miRNA誘導性がん進展メカニズムの解明

特別研究員奨励費

小川 慶悟  京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

1,700千円 (直接経費: 1,700千円)

がん抑制経路であるHippo経路の変異細胞は、周囲の正常細胞に細胞死を誘導して駆逐する「スーパーコンペティター」として振る舞い、腫瘍形成を促進する。これまでの解析により、Hippo変異細胞はmicroRNAのbantamの発現誘導を介して、正常細胞に細胞死を誘導することが分かった。本研究では、bantam発現細胞による細胞死誘導メカニズムを解明するため、約1,700種類の遺伝子変異を導入した。その結果、bantam発現細胞による細胞死誘導が抑制される3系統の変異体を同定した。これら変異体による細胞死抑制メカニズムを解明し、スーパーコンペティションを介したがん進展制御の分子基盤の理解を目指す。

がん抑制経路であるHippo経路の変異細胞は、周囲の正常細胞に細胞死を誘導して駆逐するスーパーコンペティターとして振る舞い、腫瘍形成を促すことが知られている。これまでの遺伝学的解析により、Hippo変異細胞はmicroRNAのbantamの発現誘導を介してTORシグナルを活性化し、近接する正常細胞に細胞死を誘導することが明らかとなった。しかし、TORシグナルの活性化だけではスーパーコンペティションは見られないため、bantamがどのように正常細胞に細胞死を誘導するのか、その分子メカニズムはほとんど明らかになっていない。本研究では、bantam発現細胞に遺伝子突然変異を導入して、スーパーコンペティションが抑制される変異体を探索するための遺伝学的スクリーニングを実施した。具体的には、CRISPR/Cas9システムにより作製されたノックアウトフライライブラリーを用いて、約1,700種類の遺伝子のホモ突然変異をbantam発現細胞に導入した。本スクリーニングの結果、3系統の変異体がbantam発現細胞のスーパーコンペティションを抑制されることを見出した。その中で特にスーパーコンペティションの抑制が顕著に見られたクロマチンリモデリング因子のYL-1に着目して解析を進めた。驚くべきことに、YL-1と複合体を形成するTip60のノックダウンによっても、bantam発現細胞によるスーパーコンペティションの抑制が見られたことから、Tip60複合体がスーパーコンペティションを制御することが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究はbantam発現細胞によるスーパーコンペティションの分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。大規模な遺伝学的スクリーニングを実施することでYL-1の変異がbantamによるスーパーコンペティションを抑制することが明らかとなった。遺伝学的解析により、YL-1変異はbantamによるTORシグナルの活性化には影響を与えないことから、YL-1はTORシグナルとは別にスーパーコンペティションを制御する分子であることが示唆された。さらに遺伝学的解析から、Tip60複合体がbantam発現細胞のスーパーコンペティションを制御することが示唆された。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。

本研究で単離されたYL-1について、どのようにbantam発現細胞のスーパーコンペティションを制御しているかそのメカニズムを明らかにする。具体的には、YL-1変異を導入したbantam発現細胞をFACSによりソーティングし、RNA-seq解析を実施することで発現変動遺伝子の網羅的な解析を行う。また、リン酸化プロテオーム解析を実施し、YL-1の下流でどのようなシグナル経路が活性化しているか網羅的に解析する。これらの解析により、bantam発現細胞がどのようにYL-1を制御してスーパーコンペティションを制御するかを明らかにする。