植物でのRNA情報の移行および発現制御

• Project/Area Number: 15030211
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 雄一郎 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (60183125)
• Project Period (FY): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥5,200,000); Fiscal Year 2004: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2003: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: マイクロRNA / RNAプロセッシング / dicer / NMD / シロイヌナズナ / 遺伝子制御 / 植物免疫 / RNAポリメラーゼ / Dicer / argonaute / 植物ウイルス / RNA移行 / microRNA

Research Abstract

シロイヌナズナを舞台に、RNAが関与した遺伝子発現制御の分子機構を解析した。取り上げたのはマイクロRNAの合成経路と、mRNAのナンセンス介在分解系(NMD)である。マイクロRNAは、いったん数百塩基長からなる前駆体RNAが合成された後に、2段階あるいは3段階の特異的な分解反応をうけ、最終的に18-24塩基長の短いRNAが完成する。その短いRNAは、特定のmRNAの翻訳を阻害するか、mRNAを分解することによって機能する。この特異的な分解に関与するのは、RNaseIIIのモチーフをもつ、Dicer-likeタンパク質1(DCL1)であることを、この突然変異体の中でmiR163が合成されないことから結論づけることに成功した。この知見は植物と動物との間で同時ほどの長さのmiRNAを合成するにも、分子機構の上で異なることを初めて明らかとした。植物にもNMD現象が存在すること、その現象にAtUPF3という遺伝子産物が関与することを明らかとした。植物のNMD機構は、遺伝子から複数のスプライシングバリアントが生まれた後に、機能を果たす形のもののみを残す営みに関与することが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Arabidopsismicro-RNA biogenesis through Dicer-like 1 protein functions. (2004)
  • Author(s): Kurihara, Y., Watanabe, Y.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 Pages: 12753-12758
• [Journal Article] Use of attenuated strain of tobamovirus for early detection of virus-induced gene silencing. (2004)
  • Author(s): Hori, K., Takizawa, M., Watanabe, Y.
  • Journal Title: Plant Biotech 21 Pages: 135-142
  • NAID: 10013103136
• [Journal Article] A TMV-Cg mutant with a truncated coat protein induces cell death resembling the hypersensitive responses in Arabidopsis. (2004)
  • Author(s): Kurihara, Y., Watanabe, Y.
  • Journal Title: Mol.Cells 17 Pages: 334-339
• [Journal Article] Tobacco mosaic virus infection spreads cell to cell as intact replication complexes. (2004)
  • Author(s): Kawakami, S., Watanabe, Y., Beachy, R.N.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 Pages: 6291-6296
• [Journal Article] 植物ウイルスの細胞間移行 (2004)
  • Author(s): 渡辺 雄一郎
  • Journal Title: 植物細胞工学シリーズ:分子レベルからみた植物の耐病性.(島本功・渡辺雄一郎・柘植尚志 編集) Pages: 163-171
• [Book] 非細胞生命体の進化.シリーズ進化学3:化学進化・細胞進化.(石川統・斎藤成也・佐藤矩行・長谷川真理子編) (2004)
  • Author(s): 渡辺 雄一郎
  • Total Pages: 40
  • Publisher: 岩波書店
• [Publications] Hori, K. et al.: "Construction of a Tabamovirus Vector That Can Systemically Spread and Express Foreign Gene Products in Solanaceous Plants."Plant Biotechnology.. 20. 129-136 (2003)
• [Publications] Kurihara, T. et al.: "Cross-protection in Arabidopsis against crucifer tobamovirus Cg by an attenuated strain of the virus"Molecular Plant Pathology. 4. 259-269 (2003)
• [Publications] Hirashima, K. et al.: "RNA Helicase Domain of Tobamovirus Replicase Executes Cell-to-Cell Movement Possibly through Collaboration with Its Nonconserved Region"Journal of Virology. 77. 12357-12362 (2003)
• [Publications] 渡辺 雄一郎: "ウイルスベクターによる有用遺伝子の発現"化学と生物. 41. 183-189 (2003)
• [Publications] 堀 孝一: "植物での転写後サイレンシング(PTGS)"蛋白質・核酸・酵素. 48. 459-468 (2003)