RNAプロセシングと翻訳過程における葉緑体遺伝子の特徴的な発現制御機構

RNA加工和翻译过程中叶绿体基因的特征表达控制机制

基本信息

批准号：
09740595
负责人：
廣瀬哲郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740595/
关键词：
葉緑体翻訳 RNAプロセシング in vitro系シス配列分子生物学

项目摘要

今年度は葉緑体翻訳制御の分子機構を解明するために以下の事柄について解析を行った。1. 複数の光合成遺伝子mRNAの翻訳のSD様配列への依存性。2. RNAプロセシング(特にRNAエディティング)が翻訳に与える影響とその分子機構。3. 組織特異的な翻訳活性化機構の解析のための解析系の開発1. これまで研究を行ってきたpsbA,atpB,rbcL mRNAに加え、新たにpetA,petB,atpE mRNAの5'非翻訳領域中に存在するSD様配列の機能を部位特異的変異の導入と葉緑体in vitro翻訳系を用いて解析した。その結果atpE mRNAに存在するSD配列は翻訳に必須であったのに対して、petA,petBの配列は翻訳には必須ではないことを明らかにした。またpetAの翻訳にはGAUという新たな配列が、またpetBの翻訳には上流のUに富んだ配列が重要であることが明らかになった。atpB mRNAの翻訳制御配列の解析をさらに詳細に行い、開始コドンAUGとその隣接した6ntの配列が効率の良い翻訳開始に必要であることを明らかにした。以上の結果よりmRNA配列中のSD様配列の有無に関わらず葉緑体には遺伝子特異的な多様な翻訳開始機構が存在することが明らかになってきた(Annu Rev Genet誌に一部発表)。2. RNAエディティングを受ける葉緑体mRNAのうち、psbLとrps14を例にエディティングが翻訳に与える影響をin vitro翻訳系を用いて解析したところ、psbLの翻訳にはエディティングが必須であるが、rpsl4の翻訳にはエディティングは影響を与えないことが明らかになった(FEBS Letters誌に発表)。3. 組織や光条件に呼応した翻訳活性化機構を解析するために、非光合成タバコ培養細胞(BY-2)から単離したプロプラスチドの抽出液を用いて色素体in vitro翻訳系の開発を行った。様々な条件の至適化の後に、比較的効率の良い翻訳系の開発に成功した。この系を用いて組織特異的な翻訳活性化機構の分子機構の解析が可能になると思われる。

今年，我们分析了以下项目，以阐明叶绿体翻译控制的分子机制。 1.多个光合基因mRNA的翻译对SD样序列的依赖性。 2、RNA加工（尤其是RNA编辑）对翻译的影响及其分子机制。 3. 开发用于分析组织特异性翻译激活机制的分析系统 1. 除了迄今为止研究的 psbA、atpB 和 rbcL mRNA 之外，我们还新研究了 petA、petB 和 petA 的 5' 非翻译。 atpE mRNA 通过引入定点突变并使用叶绿体体外翻译系统来分析该区域中存在的 SD 样序列的功能。结果表明，atpE mRNA 中存在的 SD 序列对于翻译是必需的，而 petA 和 petB 序列对于翻译不是必需的。研究还表明，一个名为 GAU 的新序列对于 petA 的翻译很重要，而上游富含 U 的序列对于 petB 的翻译也很重要。对 atpB mRNA 翻译控制序列的更详细分析表明，有效翻译起始需要起始密码子 AUG 及其相邻的 6-nt 序列。从以上结果可以清楚地看出，无论mRNA序列中是否存在SD样序列，叶绿体中都存在各种基因特异性翻译起始机制(部分发表于Annu Rev Genet)。 2. 在进行RNA编辑的叶绿体mRNA中，我们使用体外翻译系统以psbL和rps14为例分析编辑对翻译的影响，发现编辑对于psbL的翻译至关重要。该编辑对 rpsl4 的翻译没有影响（发表于 FEBS Letters）。 3. 为了分析响应组织和光照条件的翻译激活机制，我们使用从非光合烟草培养细胞（BY-2）中分离的前质体提取物开发了质体体外翻译系统。经过对各种条件的优化，我们成功开发了一个相对高效的翻译系统。使用该系统，将有可能分析组织特异性翻译激活机制的分子机制。