Molecular mechanism of functional conversion from noncoding to coding RNAs

非编码RNA向编码RNA功能转换的分子机制

基本信息

批准号：
22K19293
负责人：
廣瀬哲郎
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19293/
关键词：
ノンコーディングRNA mRNA RNA顆粒翻訳リピート配列

项目摘要

HSATIII RNAは、その発見以来20年以上タンパク質をコードしないlncRNAとして非膜オルガネラの核内ストレス体の構造骨格としての機能が知られており、実施者のグループでは、これまでに核内ストレス体におけるHSATIIIによって係留される様々なタンパク質郡の機能解析を通して、HSATIIIがlncRNAとしてストレス応答性RNAスプライシング制御を行なっていることを明らかにしてきた。ところが最近、このHSATIIIがストレス回復後期になると細胞質に移行して別の非膜オルガネラを形成することを発見した。さらに驚くべきことに、細胞質に移行したHSATIIIは翻訳されて奇妙なリピートペプチドを合成している可能性が明らかになった。そこで今年度は、1. HSATIIIが翻訳されていること、2. 合成されたリピートペプチドが細胞内のどこに存在しているか、3. どのような因子と相互作用しているか、といったHSATIIIの翻訳に関する基盤情報を習得した。1ではHSATIIIリピートペプチドに対する抗体を作成して、このペプチドがストレス回復後期に特異的に合成され、このタイミングでの翻訳阻害剤処理によって合成が損なわれること、HSATIIIのKDでは合成が損なわれること、そしてポリソーム画分にHSATIII RNAが検出されることといった結果を得た。2では細胞分画によって、多くのHSATIIIペプチドは核内に局在していること、細胞質にも存在していることを明らかにした。さらに人工的にデザインしHSATIIIペプチドを細胞内で合成したところ、主に核内に局在することを確認した。3ではHSATIIIペプチドの免疫沈降と質量分析によって、相互作用因子として多くのRNA結合タンパク質を同定した。これらの基盤情報をもとに、今後HSATIIIの翻訳の意義を解明するための足がかかりができた。

自发现以来，HSATIII RNA 被发现作为非膜细胞器中核应激体的结构骨架，作为一种不编码蛋白质的 lncRNA，通过对其锚定的各种蛋白质进行功能分析已有 20 多年的时间。 HSATIII，我们发现 HSATIII 作为 lncRNA 调节应激反应性 RNA 剪接。然而，我们最近发现HSATIII在应激恢复后期易位至细胞质并形成另一种非膜细胞器。更令人惊讶的是，迁移到细胞质中的HSATIII可能被翻译成一种奇怪的重复肽。因此，今年我们将研究HSATIII的翻译，包括1.HSATIII是被翻译的，2.合成的重复肽位于细胞中的什么位置，3.它与什么样的因子相互作用。在1中，我们创建了针对HSATIII重复肽的抗体，并证明该肽是在应激恢复后期特异性合成的，此时用翻译抑制剂处理会损害合成，并且在HSATIII的KD时合成会受到损害结果显示在多核糖体级分中检测到HSATIII RNA。在图2中，细胞分级分离显示大多数HSATIII肽位于细胞核中并且也存在于细胞质中。此外，当在细胞内人工设计和合成HSATIII肽时，证实它主要定位于细胞核中。如图3所示，我们通过HSATIII肽的免疫沉淀和质谱分析鉴定了许多RNA结合蛋白作为相互作用因子。基于这些基本信息，我们在阐明未来HSATIII翻译的意义时已经站稳了脚跟。