Regulation of mRNA polyA tail length in response to nutrient signaling and its physiological role
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22K06074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43010:Molecular biology-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
入江 賢児 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90232628)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 酵母 / mRNA / Ccr4-Not複合体 / Ccr4 / Puf5 / 細胞周期 / サイクリンB / ポリA鎖 / Ccr4-Not / 翻訳 |
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| Outline of Research at the Start |
真核生物のmRNAの5’キャップ構造と3’ポリA鎖はmRNA安定性や翻訳効率に関与すると一般的に考えられているが、ポリA鎖の長さの重要性には不明な点が多い。本研究では、ポリA鎖分解酵素であるCcr4-Not複合体とPan2-Pan3複合体、ポリA鎖結合タンパク質結合タンパク質Pbp1、RNA結合タンパク質Puf5に焦点をあて、対数増殖期と定常状態など栄養源シグナルによって、Ccr4-Not複合体、Pan2-Pan3複合体、Pbp1、Puf5の活性がどのように変化し、ポリA鎖の長さと翻訳効率・mRNA安定性がどのように調節されるかについて解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、出芽酵母を用いて、栄養リッチなシグナルおよび栄養飢餓のシグナルによる酵母の増殖制御をRNAレベルで調節する系を用いて解析する。Ccr4-Not複合体とPan2-Pan3複合体は、細胞質における主要なmRNAのポリA鎖分解酵素（デアデニラーゼ）であり、mRNAの分解に働いている。ccr4Δとccr4Δpan2Δ 二重変異株は、YPD 培地において野生型株と比較して増殖が悪く、非発酵性炭素源であるグリセロールと乳酸を含むYPGlyLac培地ではさらに増殖遅延がより顕著になる。ccr4Δpan2Δ二重変異株の増殖遅延を抑制するマルチコピーサプレッサーとして3’-5’ エキソヌクレアーゼをコードするREX2 遺伝子を同定した。REX2 遺伝子には類似の遺伝子REX1, 3, 4がある。rex1Δrex2Δ二重変異はccr4Δpan2Δ 二重変異株の増殖遅延をさらに悪化させた。以上の結果から、REX1 、REX2 遺伝子がCCR4 、PAN2 遺伝子と重複した機能をもつことが示唆された。
また、RNA結合タンパク質であるPuf5についても解析した。puf5Δ clb2Δ変異株が単独変異株よりも極端な増殖遅延を示す結果をきっかけに、Puf5がIXR1 mRNAの制御を介して、サイクリンBをコードするCLB1遺伝子の細胞周期特異的な発現を制御することを明らかにした。さらに、puf5Δ clb5Δ clb6Δ三重変異株も極端な増殖遅延を示すことを見出した。解析の結果、Puf5がIXR1 mRNAの制御を介して、CLB1遺伝子の発現だけでなく、CLB2遺伝子の発現も制御することを見出した。これらの結果を元に、Puf5とIxr1によるCLB1, CLB2の発現制御の意義を考察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画では、出芽酵母を用いて、栄養リッチなシグナルおよび栄養飢餓のシグナルによる酵母の増殖制御をRNAレベルで調節する系を用いて解析する。この研究では、5つのテーマ、(1) 栄養源からのシグナルによるCcr4-Not複合体の活性調節機構、(2) Pan2-Pan3複合体、Pbp1によるポリA鎖の長さの調節とその生理的役割、(3) 対数増殖期と定常状態におけるポリA鎖の長さと翻訳効率・mRNA安定性の関係、(4) RNA結合タンパク質Nab6とポリAポリメラーゼPap1による翻訳制御機構、(5) 栄養シグナル、栄養飢餓シグナルによるタンパク質の時空間発現制御におけるCcr4-Not複合体、Pan2-Pan3複合体、Pbp1の働きの全体像をあげているが、全ての因子の変異株、二重変異株等を作製を終えて、栄養条件に応答した各種変異体における遺伝子発現の解析を進めており、全て順調にデータが得られており、Ccr4-Not複合体、Pan2-Pan3複合体、Pbp1の働きを明らかにしつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ccr4-Not複合体による細胞増殖の制御、Pan2-Pan3複合体とPbp1の非発酵性炭素源での増殖機能、Ccr4-Not複合体とPan2-Pan3複合体のリン酸化などから、栄養シグナル、栄養飢餓シグナルによる遺伝子発現の転写後制御の全体像を明らかにする。また、定常状態におけるポリA鎖の長さの重要性について、その制御の一般性、遺伝子特異性について解析する。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
