基本翻訳因子パラログに潜む選択性を利用した環境適応機構

利用隐藏在基本翻译因子旁系同源物中的选择性的环境适应机制

基本信息

批准号：
19J00920
负责人：
七野悠一
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

翻訳開始に必要なRNA結合タンパク質であるeIF4AにはeIF4A1とeIF4A2という2つのパラログが存在する。両者は機能的な差異はないと考えられてきたが、これまでの解析からeIF4A1とeIF4A2の間に潜む選択性が明らかとなった。RIP-seq法によってeIF4A1とeIF4A2に結合するmRNAを網羅的に解析すると、eIF4A1に結合しやすいmRNAとeIF4A2に結合しやすいmRNAが存在し、特にリボソームタンパク質をコードするmRNAはeIF4A1に対する強い結合バイアスを示していた。本年度はその理由を検討するため、免疫沈降と質量分析を組み合わせてeIF4A1に強く結合する配列特異的なRNA結合タンパク質を網羅的に探索した。候補として得られたLARP1はリボソームタンパク質をコードするmRNAを特異的に認識するRNA結合タンパク質である。そこで、LARP1をsiRNAでノックダウンしてRIP-Seqを行ったところ、リボソームタンパク質をコードするmRNAの結合バイアスがeIF4A2側にシフトした。よって、LARP1がeIF4A1とリボソームタンパク質をコードするmRNAの選択的結合を促進していることが明らかとなった。LARP1はmTORキナーゼの活性が低下した際の翻訳抑制に重要であることから、この結合バイアスとmTOR阻害の関係性を検討した。CRISPR/Cas9システムによって作製したeIF4A1およびeIF4A2のKO（knock out）細胞にmTOR阻害剤を与え、リボソームプロファイリングによって翻訳変化を解析した。その結果、eIF4A1KO細胞ではmTOR阻害時におけるリボソームタンパク質の翻訳抑制が弱くなることが分かった。以上から、mTOR阻害時の翻訳抑制には、eIF4A1との選択的な結合が重要であることが明らかになった。

EIF4A是翻译起始所需的RNA结合蛋白，具有两个旁系同源物EIF4A1和EIF4A2。尽管人们认为两者之间没有功能差异，但先前的分析揭示了eif4a1和eif4a2之间隐藏的选择性。当对使用RIP-SEQ方法结合EIF4A1和EIF4A2的mRNA进行广泛的分析表明，有一些容易发生EIF4A1和mRNA的mRNA和MRNA容易易于EIF4A2，尤其是编码核糖体蛋白的mRNA表现出强烈的EIF4AA A11。为了研究今年的原因，我们全面探索了序列特异性的RNA结合蛋白，这些蛋白通过结合免疫沉淀和质谱法结合了与EIF4A1的强烈结合。候选LARP1是一种RNA结合蛋白，专门识别编码核糖体蛋白的mRNA。因此，当用siRNA和RIP-seq击倒LARP1时，编码核糖体蛋白的mRNA的结合偏置向EIF4A2侧移动。因此，已经揭示了LARP1促进EIF4A1和编码核糖体蛋白的mRNA的选择性结合。由于当MTOR激酶的活性降低时，LARP1对于翻译抑制很重要，因此我们研究了这种结合偏置与MTOR抑制之间的关系。通过CRISPR/CAS9系统产生的EIF4A1和EIF4A2基因敲除（KO）细胞给予mTOR抑制剂，并通过核糖体分析分析了翻译变化。结果，发现在MTOR抑制过程中，EIF4A1KO细胞削弱了核糖体蛋白的翻译抑制。从上面可以揭示出与EIF4A1的选择性结合对于抑制MTOR抑制过程中的翻译很重要。