研究室 > 准主任研究員研究室 > 中川 RNA 生物学研究室分子生物学／細胞生物学／発生生物学准主任研究員研究室准主任研究員研究室進化的に「新しい」mRNA 型ノンコーディング RNAたち我々は神経細胞の特定の細胞タイプで発現する遺伝子をスクリーニングする過程で、転写産物が細胞核に局在するという非常に RNA Biology Laboratory ユニークな性質を示す mRNA 型のノンコー中川RNA生物学研究室ディング RNA 遺伝子を同定し、その特異的なドット状の（胡麻斑状の =Gomafu）細胞内局在にちなんで Gomafu と名付けた。通常、タンパク質をコードする mRNA は、5’ 末端のキャップ構造の付加やイントロン配列の除去などの転写後プロセシング反応が引き金となって、速やかに細胞質へと輸送されることが知られている。ところが Gomafu のキーワードノンコーディング RNA、細胞核、核内コンパートメント、核スペックル、パラスペックル、エピジェネティクス、レトロトランスポゾン、進化、スプライシング研究ユニット研究ユニット [email protected] 転写産物は、それら mRNA と同様のプロセシングを受けるにもかかわらず、成熟転写産古典的なセントラルドグマの考え方によれば、ゲノム DNA に刻まれた遺伝情報を最終的に遂行するのは機能分子であるタンパク質であり、RNA は准主任研究員中川真一博士（理学） Shinichi Nakagawa (Ph.D.) 単なる情報の仲介役であると考えられてきた。ところが近年になってタンパク質に翻訳されない「ノンコーディング RNA」が高等真核生物のゲノムから物が核内に繋留され、不溶性の構造物を形成していた。核内には特定の機能を持ったタンパク質が集積した核内ドメインが存在することが知られているが、Gomafu の局在は核大量に転写されていること、それらが様々なレベルで遺伝子発現を調節する略歴小体や核スペックル、パラスペックルやカ機能分子として働いている事などが明らかにされ、ノンコーディング RNA 1998 京都大学大学院理学研究科生物物理学専攻博士課程修了ハール体などの既知の核内ドメインマーカーこそが生物の複雑さや多様性を生み出す原動力になっているのではないかという魅力的な考え方も提唱されている。当研究室では大量に存在するノンというユニークな性質を持つ一群の遺伝子に注目し、その生理的な機能を実 2000 京都大学大学院生命科学研究科助手 2002 理化学研究所発生再生科学総合研究センター研究員 2005 同独立主幹研究員 2010 同中川 RNA 生物学研究室准主任研究員（現職）とは重ならず、新規の核内構造体を形成しているものと考えられた。Gomafu の発現は図１胎生 9.5日目マウス胚におけるGomafu の分布神経系で特異的に発現していることが分かる。胎生期の神経系の幅広い領域で最終分裂を終研究領域研究領域コーディング RNA の中でも細胞の核内に蓄積して安定な構造体を形成する 1998 英国ケンブリッジ大学解剖学教室 HFSP 長期奨学生えた神経細胞で始まり、成体マウスの脳におとにこれら「核内構造性ノンコーディング RNA」は進化の過程で最近になっ現が持続してみられた。一方、脳以外の組織なりつつある。これらのことから、Gomafu 構造性ノンコーディング RNA は現在のとこて地球上に現れた高等真核生物でのみその存在が確認されており、その物理においてはほとんど発現が見られず、神経系は神経系が正しく機能するために必要な何らろ哺乳類でのみその存在が確認されており、化学的な性質を詳細に調べることによって、進化的に「新しい」生物におけにおいてもグリア細胞では全く発現が見られかの核内プロセスを制御していると考えら進化の過程で高等真核生物が獲得した特殊なる巧妙な核内制御機構が明らかにされることが期待される。なかった。さらに詳細に Gomafu の生理機れる。Gomafu の他にも核内で安定な構造核内プロセスを制御しているものと思われ能を明らかにするために、我々は Gomafu 体を形成する mRNA 型のノンコーディングる。を欠失するノックアウトマウスを作製し、そ RNA として Malat1、MEN ε / β などが知の表現型の解析を進めている。その結果、られているが、当研究室ではこれらの遺伝子 Gomafu ノックアウトマウスの外見は正常に関してもノックアウトマウスを作製し、そなものの、行動異常を示すことが明らかとの表現型の解析を進めている。これらの核内部門いても一部の神経細胞において非常に強い発部門験生物学的な手法を用いて解明することを目指している。また、興味深いこ主要論文 1. S. Nakagawa, T. Naganuma, G. Shioi, T. Hirose, Paraspeckles are subpopulation-specific nuclear bodies that are not essential in mice, J. Cell Biol. 2011, 93, 31. 2. S. Nakagawa, KV. Prasanth, eXIST with matrix-associated proteins, Trends Cell Biol. 2011, 21, 321. 3. H. Tsuiji, et al. Competition between a noncoding exon and introns: Gomafu contains tandem UACUAAC repeats and associates with splicing factor-1, Genes Cells 2011, 16, 479. 4. Y. Hasegawa, et al. The matrix protein hnRNP U is required for chromosomal localization 最先端研究開発支援プログラム最先端研究開発支援プログラム of Xist RNA, Dev. Cell 2010, 19, 469. 5. M. Sone, et al. The mRNA-like noncoding RNA Gomafu constitutes a novel nuclear domain in a subset of neurons, J. Cell Sci. 2007, 120, 2498. 主要メンバー P 石田賢太郎、石塚明、ユエンヤン・ジョアンナ・イプ、長谷川優子　T 屋中香織　O 梨木千絵子五十音順。2012 年 1月1日現在図２ 3 種類の核内高分子 mRNA 型ノンコーディングRNA の分布を蛍光 in situ hybridization で可視化したもの緑が RNAの分布で紫が DAPIによる核染色。左から成体マウス大脳皮質の錐体ニューロンにおけるGomafuの発現、マウス繊維芽細胞におけるMalat1および MENの分布。Malat1および MENε/βはそれぞれ核スペックル、パラスペックルと呼ばれる核内ドメインに局在している。 R スタッフ研究員 074 独立行政法人理化学研究所基幹研究所 2011-2012 P ポスドク J 学生・研究生 T テクニカルスタッフ O アシスタント、客員、その他分野を越え組織を越え国を越えて 075