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)。

真核生物具有无蛋白介导的mRNA衰变（NMD）途径，作为一种监视机制，有选择地并积极降解含有未成熟翻译终止（无义突变）的mRNA，由转录和复制或复制或不适当的拼接引起的错误。这种机制可防止携带废话突变的mRNA迅速降解，并且不会产生在C末端删除的蛋白质。近年来，在发芽酵母的NMD途径中已经鉴定出了跨功能因子（UPF因子组），并且已经进步了，但是分子机制（例如，无义突变的存在）尚未知道诸如无义突变的存在如何导致快速mRNA降解。申请人首先分析了一种新型G蛋白Ski7的功能和分子机制，发现SKI7是细胞质中mRNA降解的基本因素（Embo J. 20：4684-4693）。我们利用酵母分析研究了mRNA降解与NMD途径之间的关系，主要与该G蛋白之间的关系，并且在SKI7中断菌株中观察到了含有mRNA的无义突变的积累，这揭示了先前认为从3'至5'端的降解途径的贡献，该途径先前被认为并未介导NMD途径。 Furthermore, this pathway requires the Ski complex of exosomes, the main body of mRNA degrading enzymes, and its cofactors, and Ski7, a co-factor co-factor, for both complexes, and Ski7, which is a co-factor co-factor, and that degradation from the 3' end of mRNA containing nonsense mutations is promoted in dependent on the Upf factor group, and that Ski7蛋白质和UPF因子组相互作用，相互作用位点的过表达抑制了NMD途径，这表明SKI7和UPF因子组之间的相互作用对于促进NMD特异性降解是必要的（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