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細胞ネットワーク講座

RNA生体機能研究室

廣瀬 哲郎 教授 廣瀬 哲郎 教授

キーワード:

ノンコーディングRNA、相分離、非膜性構造体、ストレス応答、疾患

細胞内構造体を構築するノンコーディングRNAの作用機構について研究しています

今世紀初頭のポストゲノム解析によって、真核生物ゲノムの大部分を占める非コード領域から大量のノンコーディングRNA(ncRNA)が産生されていることが明らかになり、その機能に大きな注目が集まっています。私たちの研究室では、ncRNAの生体機能を明らかにし、その働きを規定する新たな遺伝暗号ルールを解明することによって、ゲノム機能概念を再構築することを目指しています。特に、これまで私たちが明らかにしてきたncRNAが誘導する相分離現象による細胞内構造体の形成機構やその役割について、基盤的な分子・細胞生物学研究に生物物理学や情報科学などの手法を取り込んで研究しています。

Architectural ncRNAは相分離を介して非膜性構造体を形成する。このncRNAは独自の機能ドメインを持ち、細胞内の構造ハブや生化学反応の「るつぼ」として機能している。顕微鏡写真は左からncRNA依存的非膜性構造体パラスペックルの共焦点顕微鏡(左)、超解像顕微鏡(中央)、電子顕微鏡(右)によって得られたものである。

メンバー

  
廣瀬 哲郎 教授 hirose[at]fbs.osaka-u.ac.jp
山崎 智弘 特任講師(常勤) tyamazaki[at]fbs.osaka-u.ac.jp
二宮 賢介 特任講師(常勤) k-ninomiya[at]fbs.osaka-u.ac.jp
谷口 一郎 招へい研究員(京都大学)  
岡村 実和子 技術補佐員  
藤田 淳子 事務補佐員(秘書)  

研究者の詳細を大阪大学研究者総覧Research Mapで検索できます。

  • ※メールアドレスの[at]は@に変換してください

Q&A

現在注目しているテーマは何ですか?
  1. ncRNA暗号の解読
  2. ncRNAによる相分離や相転移の誘導機構
  3. ncRNA構造体とクロマチンの相互作用機構
  4. ゲノム中のリピート配列の機能
  5. 種特異性の獲得機構
最新のブレイクスルー、研究成果について教えてください。
数万種類にも及ぶncRNA群の中から細胞内の非膜性構造体の骨格として働くncRNAを発見しました。その後、そのncRNAが多くの天然変性タンパク質を集約して細胞内相分離を誘発し、これによって構造体を形成していること、またヒトゲノムから類似機能を持つ数多くのncRNAが産生されていることを明らかにしました。こうした結果をもとに、これらのncRNA群を新たなncRNA機能カテゴリーとして「architectural ncRNA」と呼ぶことを提唱しました。
どのようなバックグラウンドを持つメンバーで研究をすすめていますか?
これまでの研究室メンバーの出身学部は、理学部、工学部、農学部、医学部など多岐にわたっています。
国内外の研究機関との連携について教えてください。
国内では北大、東大、産総研、理研など、海外ではCNRS(仏)、マックスプランク研究所(独)、フランシスクリック研究所(英)、ロチェスター大学(米)、西オーストラリア大学(豪)、KAUST(サウジアラビア)など
研究室から巣立った人たちはどのような道を歩まれていますか?
多くの人がアカデミアポジション(熊本大学助教、立命館大学助教、国際医療研究センター上級研究員、アリゾナ大学ポスドクなど)やバイオベンチャー企業などに進みました。
今後どんな展開が期待されますか?
ncRNA機能理解とそれを担う新暗号の解読によって、「ゲノムの働き方」の概念を再構築できると期待されます。さらにncRNA機能が関わる様々な生理現象や疾患発症機構に関する新しい視点での理解が進むと考えられます。
最近の代表論文
Ninomiya et al. (2021) EMBO J. 40, e107976
Yamazaki et al. (2021) EMBO J. 40, e107270
Ninomiya et al. (2020) EMBO J. 39, e102729
Yamazaki et al. (2018) Mol. Cell 70, 1038-1053
Chujo et al. (2017) EMBO J. 30, 1447-1462
Mannen et al. (2016) J. Cell Biol. 214, 45-59
Kawaguchi et al. (2015) PNAS 112, 4304-4309

研究成果

論文、総説、著書

2021年

Fukumura K, Yoshimoto R, Sperotto L, Kang HS, Hirose T, Inoue K, Sattler M, Mayeda A.

SPF45/RBM17-dependent, but not U2AF-dependent, splicing in a distinct subset of human short introns

Nat Commun. 12(1):4910  2021

Yamazaki T, Hirose T.

Control of condensates dictates nucleolar architecture

Science. 373(6554):486-487  2021

Ninomiya K, Iwakiri J, Aly MK, Sakaguchi Y, Adachi S, Natsume T, Terai G, Asai K, Suzuki T, Hirose T.

m6A modification of HSATIII lncRNAs regulates temperature-dependent splicing

EMBO J. 40(15) e107976  2021 PMID:34184765 DOI:10.15252/embj.2021107976

Nakagawa S, Yamazaki T, Mannen T, Hirose T.

ArcRNAs and the formation of nuclear bodies

Mamm genome.   2021 DOI:10.1007/s00335-021-09881-5

Yamazaki T, Yamamoto T, Yoshino H, Souquere S, Nakagawa S, Pierron G, Hirose T.

Paraspeckles are constructed as block copolymer micelles

EMBO J. 40(12) e107270  2021 PMID:33885174 DOI:10.15252/embj.2020107270

Shibata T, Nagano K, Ueyama M, Ninomiya K, Hirose T, Nagai Y, Ishikawa K, Kawai G, Nakatani K.

Small molecule targeting r(UGGAA)n disrupts RNA foci and alleviates disease phenotype in Drosophila model

Nat Commun. 12(1):236-236  2021 PMID:33431896 DOI:10.1038/s41467-020-20487-4

Yamazaki T, Hirose T.

CRISPR-Mediated Mutagenesis of Long Noncoding RNAs

Methods Mol Biol. 2254:283-303  2021 PMID:33326083 DOI:10.1007/978-1-0716-1158-6_18

2020年

Gidlöf O, Bader K, Celik S, Grossi M, Nakagawa S, Hirose T, Metzler B, Olde B, Erlinge D.

Inhibition of the long non-coding RNA NEAT1 protects cardiomyocytes from hypoxia in vitro via decreased pri-miRNA processing

Cell Death Dis. 11(8):677  2020 PMID:32826883 DOI:10.1038/s41419-020-02854-7

Ramilowski JA, Yip CW, Agrawal S, Chang JC, Ciani Y, Kulakovskiy IV, Mendez M, Ooi JLC, Ouyang JF, Parkinson N, Petri A, Roos L, Severin J, Yasuzawa K, Abugessaisa I, Akalin A, Antonov IV, Arner E, Bonetti A, Bono H, Borsari B, Brombacher F, Cameron CJ, Cannistraci CV, Cardenas R, Cardon M, Chang H, Dostie J, Ducoli L, Favorov A, Fort A, Garrido D, Gil N, Gimenez J, Guler R, Handoko L, Harshbarger J, Hasegawa A, Hasegawa Y, Hashimoto K, Hayatsu N, Heutink P, Hirose T, Imada EL, Itoh M, Kaczkowski B, Kanhere A, Kawabata E, Kawaji H, Kawashima T, Kelly ST, Kojima M, Kondo N, Koseki H, Kouno T, Kratz A, Kurowska-Stolarska M, Kwon ATJ, Leek J, Lennartsson A, Lizio M, L?pez-Redondo F, Luginb?hl J, Maeda S, Makeev VJ, Marchionni L, Medvedeva YA, Minoda A, M?ller F, Mu?oz-Aguirre M, Murata M, Nishiyori H, Nitta KR, Noguchi S, Noro Y, Nurtdinov R, Okazaki Y, Orlando V, Paquette D, Parr CJC, Rackham OJL, Rizzu P, S?nchez Martinez DF, Sandelin A, Sanjana P, Semple CAM, Shibayama Y, Sivaraman DM, Suzuki T, Szumowski SC, Tagami M, Taylor MS, Terao C, Thodberg M, Thongjuea S, Tripathi V, Ulitsky I, Verardo R, Vorontsov IE, Yamamoto C, Young RS, Baillie JK, Forrest ARR, Guig? R, Hoffman MM, Hon CC, Kasukawa T, Kauppinen S, Kere J, Lenhard B, Schneider C, Suzuki H, Yagi K, de Hoon MJL, Shin JW, Carninci P.

Functional annotation of human long noncoding RNAs via molecular phenotyping

Genome Res. 30(7):1060-1072  2020 PMID:32718982 DOI:10.1101/gr.254219.119

Liang S, Takahashi H, Hirose T, Kuramitsu Y, Hatakeyama S, Yoshiyama H, Wang R, Hamada JI, Iizasa H.

NONO Is a Negative Regulator of SOX2 Promoter

Cancer Genomics Proteomics. 17(4):359-367  2020 PMID:32576581 DOI:10.21873/cgp.20195

Kukharsky MS, Ninkina NN, An H, Telezhkin V, Wei W, Meritens CR, Cooper-Knock J, Nakagawa S, Hirose T, Buchman VL, Shelkovnikova TA

Long non-coding RNA Neat1 regulates adaptive behavioural response to stress in mice

Transl Psychiatry 10(1):171-171  2020 PMID:32467583 DOI:10.1038/s41398-020-0854-2

Yamamoto T , Yamazaki T , Hirose T .

Phase separation driven by production of architectural RNA transcripts

Soft Matter. 16(19):4692-4698  2020 PMID:32396591 DOI:10.1039/c9sm02458a

Suzuki E, Ogawa N, Takeda TA, Nishito Y, Tanaka YK, Fujiwara T, Matsunaga M, Ueda S, Kubo N, Tsuji T, Fukunaka A, Yamazaki T, Taylor KM, Ogra Y, Kambe T.

Detailed analyses of the crucial functions of Zn transporter proteins in alkaline phosphatase activation

Journal of Biological Chamistry 295(17):5669-5684  2020 PMID:32179649 DOI:10.1074/jbc.RA120.012610

求める人物像(学生の方へ)

当研究室の研究内容に興味があり、研究をしたいという強い意欲のある方。生き物が好きな方、細かな手作業やモノづくりが好きな方も歓迎します。出身大学や出身学部は一切問いません。

連絡先

〒565-0871 大阪府吹田市山田丘1-3
大阪大学大学院生命機能研究科 生命機能A棟1階 RNA生体機能研究室
TEL: 06-6879-4675
E-mail: hirose[at]fbs.osaka-u.ac.jp(廣瀬 哲郎 教授)

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