代謝制御性アミノ酸シグナルによる選択的スプライシングを介した転写後調節機構の解明

阐明代谢调节氨基酸信号选择性剪接介导的转录后调节机制

• 批准号: 22KJ0720
• 负责人: 松本 英里
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0720/
• 关键词: 選択的スプライシング; インスリン受容体

インスリン受容体（IR）には選択的スプライシングによって産生されるIR-AとIR-Bが存在する。本研究では、IR 遺伝子をモデルとして、アミノ酸に応答して選択的スプライシングを制御する因子と、mRNA前駆体配列上にあるスプライシング制御配列の同定を行い、アミノ酸によるシグナルが選択的スプライシング制御を行う機構の解明を目的とした。IR RNA配列上にある制御配列の探索を行った結果、イントロン11の+267～+541塩基の領域が、アミノ酸欠乏時のIR-A型優位への変化に必要であることがわかった。予測プログラムを用いて結合する因子の候補を探索したところ、PTBP1の結合配列が存在することが明らかになった。そこでPTBP1をsiRNAによってノックダウンし、内在性IRの選択的スプライシングパターンを解析したところ、PTBP1はIRのIR-A型のスプライシングを誘導することが明らかとなった。さらに、PTBP1はオルニチンに特異的に結合するタンパク質であることをわれわれは見出している。以上のことから、オルニチンがPTBP1に結合することでｍRNA前駆体への結合が阻害され、選択的スプライシングの調節ができなくなる結果、IR-B型優位へと変化することが示唆された。アミノ酸欠乏・オルニチン添加培地で培養したラット肝癌由来H4IIE細胞におけるIRの選択的スプライシングの経時的変化を解析したところ、アミノ酸欠乏によってスプライシングパターンが変化する時間と、アミノ酸欠乏状態の細胞へのオルニチン添加によるスプライシングが変化する時間には差が見られた。この理由として、オルニチンが細胞に取り込まれるのに時間がかかる場合と、オルニチンが直接、PTBP1などのオルニチン結合タンパク質を介してIRのスプライシングを制御するのではなく、その代謝産物がIRのスプライシングを制御する場合とが考えられた。

胰岛素受体（IR）包含替代剪接产生的IR-A和IR-B。在这项研究中，我们将IR基因用作模型来识别因响应氨基酸和mRNA前体序列上的剪接控制序列调节替代剪接的因素，并阐明氨基酸信号控制替代剪接的机制。在IR RNA序列上搜索控制序列表明，内含子11的+267至+541碱基在氨基酸缺乏期间更改为IR-A型优势需要。当使用预测程序搜索候选结合因子时，揭示了存在PTBP1的结合序列。因此，PTBP1被siRNA击倒，并分析了内源性IR的替代剪接模式，并发现PTBP1诱导了IR的IR-A型剪接。此外，我们发现PTBP1是一种特异性结合鸟嘌呤的蛋白质。这些结果表明，鸟氨酸与PTBP1的结合抑制了与mRNA前体的结合，从而导致无法调节替代剪接，从而导致IR-B型优势变化。当我们分析大鼠肝癌衍生的H4IIE细胞中IR替代剪接的变化随着时间的流逝而在氨基酸缺乏和鸟氨酸添加的培养基中培养的变化时，由于氨基酸缺乏症以及氨基酸缺乏症的变化而导致氨基酸缺乏症的时间因氨基酸缺乏而导致氨基酸缺乏细胞而导致氨基酸缺乏症的时间有所不同。在这种情况下，鸟氨酸花费时间才能将其带入细胞中，而代谢产物控制IR剪接，而不是直接通过鸟氨酸结合蛋白（如PTBP1）直接控制IR剪接。