リボソームの翻訳制御を介した転写制御のフィードバック機構の解析

核糖体翻译控制介导的转录控制反馈机制分析

• 批准号: 21K06208
• 负责人: 田中 真幸
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06208/
• 关键词: 転写; small RNA; mRNA 分解; リボソーム; ホウ素; 翻訳; mRNA分解; uORF; 5'非翻訳領域

研究ではホウ素濃度に応答した、シロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5:1の翻訳制御を介したmRNA分解による転写制御のフィードバック機構を明らかにすることを目的とし、以下の実験を行うことで、翻訳、mRNA分解、転写の制御の全体像を明らかにすることにした。1)NIP5;1のmRNA分解を介した転写制御機構の解析。2)AUG-UAA上でのリボソーム停滞により誘導される未知エンドヌクレアーゼの解析。3)NIP5;1のホウ素依存的な翻訳制御に関わるターゲット因子の同定とその機能解析　研究計画の２年目以降の計画の結果についての実績概要を報告する。1)実験計画では、ChIP-および、CLIP-seq解析による、NIP5;1のsRNAの結合場所を特定することを掲げていたが、最近明らかになっていることとして、どの生物でも、sRNAはDNAと結合するがRNAと結合することは確認されていないという事実があった。つまり、NIP5;1のsRNAもDNAと相互作用する可能性が高いことから、ChIP-および、CLIP-seq解析は行わないことにした。2)NIP5;1のホウ素依存的なmRNA分解に関わる遺伝子の変異株を使って、Degradome解析を行い、NIP5;1以外のの標的遺伝子があるかどうかを調べた。結果、おもしろいことに、NIP5;1以外の標的因子はみつからなかった。このことから、この遺伝子はNIP5;1特異的に制御するRNAエンドヌクレアーゼである可能性が強いことが示唆された。3)NIP5;1のホウ素依存的な翻訳制御に関わる因子として見つかったeIF5A-2遺伝子は、レアコドンなどによって停滞しているリボソームの翻訳を促進する働きがあることが知られており、現在NIP5;1で停滞しているリボソームの翻訳終結を促進する働きがあるかどうかをRIbo-seqによって解析を進めている。

在研究中，要通过进行以下实验来进行以下实验的目的，目的是通过NIP5：1翻译控制通过mRNA分解来阐明转移控制的反馈机制，以响应硼的密度我们决定澄清mRNA拆卸和转移控制的整体情况。 1）通过NIP5的mRNA分解分析转移控制机制； 2）对核糖体停滞在Aug-uaa上引起的未知末端叶状的分析。 3）我们将报告与NIP5相关的目标因素的概述； 1）实验计划指出，芯片和夹子分析将确定NIP5的结合位置；与RNA结合。换句话说，NIP5的SRNA可能与DNA相互作用，因此我们决定不执行芯片和夹子分析。 2）使用与硼依依赖的mRNA降解相关的基因突变体;结果，除了NIP5以外，我找不到任何目标因素。这表明该基因可能是RNA Endnukressus，它通常由NIP5控制。 3）已知EIF5A-2基因被发现是与硼依赖性的NIP5转换有关的因素；当前NIP5；

项目成果

Coordinated regulation of translational and transcriptional expression of transporter genes in response to boron concentration

转运蛋白基因翻译和转录表达响应硼浓度的协调调节

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中真幸;藤原徹
• 通讯作者: 藤原徹

Identification of genes involved in boron-dependent mRNA degradation of the boron transporter NIP5:1 in Arabidosis

拟南芥中硼转运蛋白 NIP5:1 硼依赖性 mRNA 降解相关基因的鉴定

• 发表时间: 2023
• 作者: Mayuki Tanaka;Sotomayor Leyton Saul;Naoyuki Sotta;Toru Fujiwara
• 通讯作者: Toru Fujiwara

シロイヌナズナのホウ酸輸送体、NIP5;1プロモーターのいくつかのDNA領域が、根の異なる細胞タイプでの発現に必要である

拟南芥硼酸转运蛋白 NIP5;1 启动子的几个 DNA 区域需要在不同根细胞类型中表达

• 发表时间: 2021
• 作者: 田中真幸;藤原徹
• 通讯作者: 藤原徹

Scanning of AUG by the 80S ribosome: the case of NIP5;1 having AUGUAA in the 5' untranslated region

80S 核糖体扫描 AUG：NIP5;1 在 5 非翻译区具有 AUGUAA 的情况

• 发表时间: 2022
• 作者: Mayuki Tanaka1;Takeshi Yokoyama;Hironori Saito;Madoka Nishimoto;Kengo Tsuda;Naoyuki Sotta;Hideki Shigematsu;Mikako Shirouzu;Shintaro Iwasaki;Takuhiro Ito;Toru Fujiwara
• 通讯作者: Toru Fujiwara

Structural and biochemical analysis of boron-dependent ribosome stalling on the AUGUAA sequence

AUGUAA 序列上硼依赖性核糖体停滞的结构和生化分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Mayuki Tanaka;Takeshi Yokoyama;Madoka Nishimoto;Kengo Tsuda,Naoyuki Sotta;Hironori Saito;Hideki Shigematsu;Shintaro Iwasaki;Mikako Shirouzu;Takuhiro Ito;Toru Fujiwara
• 通讯作者: Toru Fujiwara