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）具有选择性剪接产生的IR-A和IR-B。在这项研究中，将IR基因建模为模型，一种对氨基酸响应并控制选择性剪接的因子，以及mRNA前体序列上的剪接控制序列，而氨基酸的信号则进行选择性的sproc sproacce Control阐明。由于在IR RNA序列上寻找控制阵列的结果，发现Intran 11的+267至+541碱基的面积对于在氨基酸缺乏期间的IR-A优势变化是必需的。使用预测计划探索键合因子的候选者表明存在PTBP1结合序列。因此，PTBP1被siRNA击倒，并分析了内部IR的选择性剪接模式。此外，我们发现PTBP1是一种特定结合鸟嘌呤的蛋白质。从上面，它表明鸟氨酸与PTBP1的结合抑制了与mRNA前体的结合，并且无法调节选择性的弹簧，从而导致IR-B型优势。大鼠肝癌从氨基酸缺乏症和鸟氨酸添加了培养基，分析了H4IIE细胞中IR选择性喷射的加班变化。因此，将鸟氨酸进口到细胞中需要时间，而鸟氨酸可以控制IR剪接，而不是直接通过鸟氨酸结合蛋白（如PTBP1）来控制IR剪接。