初期胚発生システムを支配する母性RNAの局在化と翻訳の時空的制御機構

母体RNA定位和翻译控制早期胚胎发育系统的时空控制机制

基本信息

批准号：
14034205
负责人：
中村輝
金额：
$ 4.35万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

初期胚の極性は,しばしば母性RNAの局在化によって生み出される。これら母性RNAは,翻訳が抑制された状態で局在化し,局在化した領域でのみ翻訳される。このような輸送・局在化そして翻訳制御機構は,正常な胚発生に必須であるが,その分子機構については良くわかっていない。ショウジョウバエ卵形成過程におけるoskar RNAの卵母細胞後極への局在化,局在化過程における翻訳の抑制は,胚の腹部及び生殖細胞の形成に必須である。しかし,oskar mRNAの翻訳抑制機構については良くわかっていない。本研究では,oskar mRNAを含む母性RNP複合体を構成する新規タンパク質として,翻訳開始因子eIF4Eと分子機能未知のタンパク質であるCupを同定した。また,eIF4EとCupとが直接結合すること,cup突然変異体において,oskar mRNAの翻訳抑制が異常となっていることを明らかにした。さらに,Cupが,oskar RNAの3'UTRに結合する翻訳抑制因子として知られていたBrunoとRNA非依存的に会合することを明らかにした。以上の結果は,(1)Cupタンパク質が,oskar mRNAの新規翻訳抑制因子であること,(2)Cupタンパク質を介した翻訳抑制は,翻訳開始因子であるeIF4Eの機能を制御することにより行われていること,(3)CupはBrunoの'translational' co-repressorとして機能すること,(4)局在化過程においてoskar mRNAの翻訳は,mRNAの5'側と3'側の相互作用を介して抑制されていることを予想させた。

早期胚胎极性通常是由母体 RNA 定位产生的。这些母体RNA定位于翻译被抑制的状态，并且仅在局部区域翻译。这种运输、定位和翻译控制机制对于正常胚胎发育至关重要，但人们对它们的分子机制知之甚少。果蝇卵子发生过程中 oskar RNA 定位于卵母细胞后极，并在定位过程中抑制翻译，这对于胚胎腹部和生殖细胞的形成至关重要。然而，oskar mRNA 的翻译抑制机制尚不清楚。在这项研究中，我们鉴定了翻译起始因子 eIF4E 和 Cup（一种分子功能未知的蛋白质）作为构成含有 oskar mRNA 的母体 RNP 复合物的新蛋白质。我们还发现 eIF4E 和 Cup 直接相互结合，并且 cup 突变体中 oskar mRNA 的翻译抑制异常。此外，我们还发现 Cup 以一种不依赖于 RNA 的方式与 Bruno 结合，Bruno 是一种已知的翻译抑制因子，可与 oskar RNA 的 3'UTR 结合。上述结果表明，(1)Cup蛋白是oskar mRNA的新型翻译抑制因子，(2)Cup蛋白介导的翻译抑制是通过控制翻译起始因子eIF4E的功能来实现的，(3)Cup蛋白作为翻译起始因子发挥作用。 Bruno 的“翻译”辅阻遏物，(4) oskar 参与本地化过程。据预测，mRNA 翻译通过 mRNA 5' 和 3' 侧之间的相互作用受到抑制。