IQB Annual Report 2021

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16RNA機能研究分野小分子 RNA の増幅機構を試験管内で再現!〜植物の分化やウイルス制御に必要な小さな RNA を生み出すしくみを解明〜In vitro recapitulation of the RNA silencing amplification pathway in plants : Elucidation of the mechanisms of secondary siRNA pathway important for plant differentiation and viral defense櫻井 友理希（東京大学大学院新領域創成科学研究科・博士課程）Kyungmin Baeg（東京大学大学院新領域創成科学研究科・博士課程（研究当時））Andy Y.W. Lam（東京大学大学院新領域創成科学研究科・博士課程）庄司 佳祐（東京大学定量生命科学研究所 RNA 機能研究分野・助教）泊 幸秀（東京大学定量生命科学研究所 RNA 機能研究分野・教授）岩川 弘宙（東京大学定量生命科学研究所 RNA 機能研究分野・講師）雑誌名：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America論文タイトル：Cell-free reconstitution reveals the molecular mechanisms for the initiation of secondary siRNA biogenesis in plants著者：Yuriki Sakurai, Kyungmin Baeg, Andy Y.W. Lam, Keisuke Shoji, Yukihide Tomari* (責任著者), Hiro-oki Iwakawa* (責任著者)DOI 番号：10.1073/pnas.2102889118発表のポイント：◆ 植物の分化やウイルスの制御に必要な小分子 RNA 増幅機構を、試験管内で再構築することに世界で初めて成功しました。◆ 開発した試験管内実験系を用いることで、小分子 RNA 増幅を開始する機構と、生成効率を制御する配列やルールを明らかにしました。◆ 植物の発生やウイルスの制御機構の理解がさらに深まるだけでなく、将来、有用な作物を創出する際の基盤となることが期待されます。発表の概要：　RNA 干渉(RNAi)は 20 数塩基の小分子 RNA が、その小分子 RNA と相補的な配列を持つ標的遺伝子の発現を抑制する機構です。この機構は多くの生物で共通しており、様々な生命現象を緻密に制御しています。植物には、小分子 RNA の標的 RNA から二次的な小分子RNA を生み出すことができる「小分子 RNA 増幅機構」が存在し、植物の分化やウイルスの制御に重要な役割を果たしています。しかし、その生成機構は多くの因子が関わる複雑な反応であるため、詳細な分子機構は不明なままでした。　今回、東京大学 定量生命科学研究所の櫻井友理希大学院生、Kyungmin Baeg 大学院生(研究当時)、Andy Y.W. Lam 大学院生、庄司 佳祐助教、泊 幸秀教授、岩川 弘宙講師の研究チームは、植物細胞抽出液を用いることで小分子 RNA 増幅機構を試験管内で忠実に再現することに成功しました。さらに、この試験管内実験系を用いることで、小分子 RNA 増幅を開始する機構と、生成効率を制御する配列やルールを明らかにしました。本研究により、植物の発生やウイルスの制御機構の理解が深まるだけでなく、将来、有用な作物を創出する際の基盤となることが期待されます。