遺伝子発現調節としてのmRNA分解:G蛋白質Ski7と脱キャップ酵素による制御

mRNA 降解作为基因表达调节：由 G 蛋白 Ski7 和脱帽酶控制

• 批准号: 15770106
• 负责人: 荒木 保弘
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15770106/
• 关键词: mRNA分解; G蛋白質; NMD; NMD経路; Ski7; Upf因子群; Ski複合体; エキソソーム

真核生物には、転写・複製中のエラーや不適切なスプライシングにより生じた未成熟な翻訳終結(ナンセンス変異)を含むmRNAを選択的かつ積極的に分解する監視機構として、NMD(nonesense-mediated mRNA decay)経路が存在する。この機構により、ナンセンス変異をもつmRNAは急速に分解されて、C末端側が欠失した蛋白質が生成されることはない。近年、出芽酵母において、NMD経路にトランスに機能する因子(UPF因子群)が同定され、その理解が進んだが、ナンセンス変異の存在が急速なmRNA分解をどのように引き起こすのかといった分子機構については不明であった。申請者は先に、新規G蛋白質であるSki7の機能及びその分子機構を解析した結果、Ski7は細胞質におけるmRNA分解の基本的因子であることを見出した(EMBO J.20:4684-4693)。このG蛋白質を中心に、mRNA分解とNMD経路の関連について、酵母を用いた解析から検討を進めた結果、Ski7破壊株においてナンセンス変異を含むmRNAの蓄積が観察され、これまではNMD経路に介在しないとされていた3'→5'末端からの分解経路の寄与を明らかにした。また、この経路には、mRNA分解酵素の本体であるエキソソームとその補助因子のSki複合体、そして両複合体の共役因子であるSki7が必要であること、ナンセンス変異を含むmRNAの3'末端からの分解がUpf因子群に依存して促進していること、Ski7蛋白質とUpf因子群が相互作用し、その相互作用部位の過剰発現によりNMD経路が抑制されることを示し、Ski7とUpf因子群間の相互作用がNMD特異的な分解促進に必要であることを明らかにした(EMBO J.22:3951-395)。

在真核生物中，NMD（无义介导）是一种监测机制，选择性地主动降解含有因转录/复制过程中的错误或不适当的 mRNA 衰变而导致的过早翻译终止（无义突变）的 mRNA。通过这种机制，具有无义突变的mRNA被快速降解，并且不会产生C末端缺失的蛋白质。近年来，在酿酒酵母中已经鉴定出在 NMD 途径中反式起作用的因子（UPF 因子组），并且对它们的理解也取得了进展，但分子机制，例如无义突变的存在如何导致 mRNA 快速降解，仍然未知是的。申请人之前对新型G蛋白Ski7的功能和分子机制进行了分析，发现Ski7是细胞质中mRNA降解的基本因素(EMBO J.20：4684-4693)。作为使用酵母研究mRNA降解和NMD途径之间的关系的结果，我们以该G蛋白为中心，观察到Ski7破坏的菌株中含有无义突变的mRNA的积累，我们阐明了来自3'的降解途径的贡献。 →5'端，这被认为不会发生。此外，该途径需要作为mRNA降解酶主体的外泌体、作为辅助因子的Ski复合物以及作为两种复合物的缀合因子的Ski7，根据Upf因子组来促进它们的分解。我们发现 Ski7 蛋白和 Upf 因子组相互作用，并且相互作用位点的过度表达抑制 NMD 途径 (EMBO)。 J.22：3951-395）。

项目成果

Interaction between Ski7p and Upflp is required for none-sense-mediated 3' -to-5' mRNA decay in yeast.

Ski7p 和 Upflp 之间的相互作用是酵母中无义介导的 3 至 5 mRNA 衰变所必需的。

• 发表时间: 2003
• 期刊: The EMBO Journal 22
• 作者: S.Takahashi;Y.Araki;T.Sakuno;T.Katada
• 通讯作者: T.Katada

梶保博昭, 齋藤康太, 荒木保弘, 堅田利明: "極性細胞での小胞輸送:Rabファミリーによる制御機構"蛋白質核酸酵素. 48. 133-139 (2003)

Hiroaki Kajiyasu、Kota Saito、Yasuhiro Araki、Toshiaki Katata：“极性细胞中的囊泡运输：Rab 家族的控制机制”蛋白质核酸酶 48. 133-139 (2003)。

A nobel small GTPase subfamily Gie capable of associating with tubulin is required for chromosome segregation.

染色体分离需要能够与微管蛋白结合的诺贝尔小 GTP 酶亚家族 Gie。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Cell Science (印刷中)
• 作者: T.Okai;Y.Araki;M.Tada;T.Tateno;K.;T.Katada
• 通讯作者: T.Katada

Kajiho H, Saito K, Tsujita K, Kontani K, Araki Y, Kurosu H, Katada T.: "RIN3 : a novel Rab5 GEF interacting with amphiphysin II involved in the early endocytic pathway."J.Cell Sci.. 116. 4159-4168 (2003)

Kajiho H、Saito K、Tsujita K、Kontani K、Araki Y、Kurosu H、Katada T.：“RIN3：一种新型 Rab5 GEF 与参与早期内吞途径的两性蛋白 II 相互作用。”J.Cell Sci.. 116. 4159