University of the Ryukyus · Faculty of Medicine · 助教

Research keywordsnascent transcriptome・translatome profiling・4-thiouridine labeling・Pyk2 signaling・gonadotropin-releasing hormone receptor・hypothalamic neurons

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• Simultaneous measurement of nascent transcriptome and translatome using 4-thiouridine metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification2023 · Regulation of gene expression in response to various biological processes, including extracellular stimulation and environmental adaptation requires nascent RNA synthesis and translation. Analysis of the coordinated regulation of dynamic RNA synthesis and translation is required to determine functional protein production. However, reliable methods for the simultaneous measurement of nascent RNA synthesis and translation at the gene level are limited. Here, we developed a novel method for the simultaneous assessment of nascent RNA synthesis and translation by combining 4-thiouridine (4sU) metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification (TRAP) using a monoclonal antibody against evolutionarily conserved ribosomal P-stalk proteins. The P-stalk-mediated TRAP (P-TRAP) technique recovered endogenous translating ribosomes, allowing easy translatome analysis of various eukaryotes. We validated this method in mammalian cells by demonstrating that acute unfolded protein response (UPR) in the endoplasmic reticulum (ER) induces dynamic reprogramming of nascent RNA synthesis and translation. Our nascent P-TRAP (nP-TRAP) method may serve as a simple and powerful tool for analyzing the coordinated regulation of transcription and translation of individual genes in various eukaryotes.
• Roles of Pyk2 in signal transduction after gonadotropin-releasing hormone receptor stimulation.2021 · Okitsu-Sakurayama S, Higa-Nakamine S, Torihara H, Higashiyama S, Yamamoto H
• Activation of Pyk2 by CaM kinase II in cultured hypothalamic neurons and gonadotroph cells.2019 · Okitsu-Sakurayama S, Higa-Nakamine S, Torihara H, Takahashi H, Higashiyama S, Yamamoto H
• Phosphorylation of epidermal growth factor receptor at serine 1047 in cultured lung alveolar epithelial cells by bradykinin B2 receptor stimulation.2018 · Izumi S, Higa-Nakamine S, Nishi H, Torihara H, Uehara A, Sugahara K, Kakinohana M, Yamamoto H

• リボソームタンパク質のリン酸化を介した先天性貧血における造血制御機構の解析2020 · Diamond-Blackfan 貧血（DBA）は、赤芽球への分化異常によって引き起こされる先天性疾患である。原因遺伝子のひとつがリボソームタンパク質（RP）をコードするRPS19である。しかし疾患の分子機構については不明な点が多い。現在最も有力なのは、RP遺伝子の変異により活性化されるがん抑制遺伝子のTP53経路の関与である。一方、我々はRPのリン酸化が赤血球造血に影響を与える可能性を見出した。また、ゼブラフィッシュにおいて、該当するリン酸化酵素遺伝子をノックアウトすると、貧血症状が見られた。そこで本研究では、RPのリン酸化を介した造血制御機構を明らかにし、未知の分子機構の解明を目指す。
• ダイアモンド・ブラックファン貧血のリボソームタンパク質リン酸化による造血制御解析2018 · 若手研究(B)
• ErbB4受容体切断の統合失調症発症における役割の解明2017 · マウス視床下部由来のGT1-7細胞および下垂体前葉のゴナドトロピン産生細胞では、ゴナドトロピン放出ホルモン（GnRH）受容体の刺激によって、Gq/11タンパク質を介したErbB4の限定分解による脱感作現象を見出した。また、GT1-7細胞ではCキナーゼにより活性化されたPKD1とSrcファミリーのFynによるPyk2（チロシンキナーゼ）の活性化機構も明らかになった。さらに、Pyk2の発現を抑制したゼブラフィッシュ胚は、受精後24時間で顕著な発育遅滞、脳構造の形成異常が認められた。今回の研究によって、神経細胞における機能制御を理解する上で有用な知見が得られたと考えられる。
• 神経細胞でのCaMキナーゼファミリーによるチロシンキナーゼ系の活性化反応2016 · CaMキナーゼIIとプロテインキナーゼDは活性化機構は異なるが、どちらもCaMキナーゼファミリーに属し、同様の生理機能を有する可能性が示唆されていた。今回、マウスの視床下部の培養神経細胞株であるGT1-7細胞を用いて、ゴナドトロピン放出ホルモン受容体刺激後の細胞内情報伝達機構について検討した。その結果、両キナーゼがproline-rich tyrosine kinase 2(Pyk2)と上皮成長因子受容体(EGFR)の活性化に関与することを見出した。今回の研究は、神経細胞ばかりではなく、Gタンパク質共役型受容体刺激後の細胞内情報伝達機構を解明する上でも有用な知見を提供するものである。

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