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コドンの最適度に依存したmRNAの安定性制御機構と転写誘導・抑制の統合的理解

Research Project

Project/Area Number 23K23869
Project/Area Number (Other) 22H02606 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 43060:System genome science-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松尾 芳隆  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00725252)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Keywords翻訳速度 / コドン / mRNA分解 / tRNA / リボソーム / mRNA
Outline of Research at the Start

mRNAの発現は、特定のmRNA群の転写や分解を制御する機構に加え、コドンの最適度を決定するtRNAの細胞内存在量を中心とした翻訳環境によって支配されていることが明らかになってきた。しかし、特定のmRNA群の転写や分解を制御する機構と、その背後にあるコドン最適度によるmRNA の安定性制御機構との関係性・協調性に関する知見はほぼ皆無である。本研究では、出芽酵母の小胞体ストレスによって誘導される複数のmRNA発現制御機構を題材とし、tRNAの発現調節によるコドン最適度の再編成 とmRNAの転写誘導・抑制が協調的に制御される可能性を、マルチオミックス解析にて検証する。

Outline of Annual Research Achievements

mRNAの発現は、特定のmRNA群の転写や分解を制御する機構に加え、コドンの最適度を決定するtRNAの細胞内存在量を中心とした翻訳環境によって支配されていることが明らかになってきた。しかし、特定のmRNA群の転写や分解を制御する機構と、その背後にあるコドン最適度によるmRNAの安定性制御機構との関係性・協調性に関する知見はほぼ皆無である。本研究では、出芽酵母の小胞体ストレスによって誘導される複数のmRNA発現制御機構を題材とし、tRNAの発現調節によるコドン最適度の再編成とmRNAの転写誘導・抑制が協調的に制御される可能性を、マルチオミックス解析にて検証する。

本研究では、小胞体ストレス応答時①tRNAの発現変動(tRNA-seq or tRNA-microarray)、②mRNAの合成効率と分解効率の変化(RNA-seq, 4tU-seq)、③翻訳の変動(Ribo-seq)を網羅的に解析する。これにより、tRNAの発現調節によるコドン最適度の再編成とmRNAの転写誘導・抑制が協調的に制御される可能性を統合的に検証することを目指している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、小胞体ストレス応答時①tRNAの発現変動(tRNA-seq or tRNA-microarray)、②mRNAの合成効率と分解効率の変化(RNA-seq, 4tU-seq)、③翻訳の変動(Ribo-seq)を網羅的に解析する。これにより、tRNAの発現調節によるコドン最適度の再編成とmRNAの転写誘導・抑制が協調的に制御される可能性を統合的に検証することを目指している。
本年度は①tRNAの発現変動(tRNA-seq or tRNA-microarray)、②mRNAの合成効率と分解効率の変化(RNA-seq, 4tU-seq)を調べる実験系の構築に成功した。

Strategy for Future Research Activity

本研究では、小胞体ストレス応答時①tRNAの発現変動(tRNA-seq or tRNA-microarray)、②mRNAの合成効率と分解効率の変化(RNA-seq, 4tU-seq)、③翻訳の変動(Ribo-seq)を網羅的に解析する。これにより、tRNAの発現調節によるコドン最適度の再編成とmRNAの転写誘導・抑制が協調的に制御される可能性を統合的に検証することを目指している。
本年度は①tRNAの発現変動(tRNA-seq or tRNA-microarray)、②mRNAの合成効率と分解効率の変化(RNA-seq, 4tU-seq)を調べる実験系の構築に成功した。
そこで今後は、様々な遺伝子欠損株を用いて、ERストレス化におけるtRNA・mRNA・翻訳の網羅的発現プロファイルの取得を進めていく。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Munich(ドイツ)

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      Ikeuchi Ken、Ivic Nives、Buschauer Robert、Cheng Jingdong、Fr?hlich Thomas、Matsuo Yoshitaka、Berninghausen Otto、Inada Toshifumi、Becker Thomas、Beckmann Roland
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 2730-2730

    • DOI

      10.1038/s41467-023-38161-w

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      Matsuo Yoshitaka、Uchihashi Takayuki、Inada Toshifumi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 79-79

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35608-4

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      Best Katharina、Ikeuchi Ken、Kater Lukas、Best Daniel、Musial Joanna、Matsuo Yoshitaka、Berninghausen Otto、Becker Thomas、Inada Toshifumi、Beckmann Roland
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 921-921

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36230-8

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    • Author(s)
      Tesina Petr、Ebine Shuhei、Buschauer Robert、Thoms Matthias、Matsuo Yoshitaka、Inada Toshifumi、Beckmann Roland
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      Molecular Cell

      Volume: 83 Issue: 4 Pages: 607-621.e4

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2023.01.020

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      Matsuo Yoshitaka、Inada Toshifumi
    • Journal Title

      Biomolecules

      Volume: 13 Issue: 2 Pages: 317-317

    • DOI

      10.3390/biom13020317

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      Li Sihan、Ikeuchi Ken、Kato Misaki、Buschauer Robert、Sugiyama Takato、Adachi Shungo、Kusano Hideo、Natsume Tohru、Berninghausen Otto、Matsuo Yoshitaka、Becker Thomas、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 82 Issue: 18 Pages: 3424-3437

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2022.08.018

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      Narita Momoko、Denk Timo、Matsuo Yoshitaka、Sugiyama Takato、Kikuguchi Chisato、Ito Sota、Sato Nichika、Suzuki Toru、Hashimoto Satoshi,Machova Iva, Tesina Petr、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 6411-6411

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      10.1038/s41467-022-34097-9

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      Tomomatsu Shota、Watanabe Atsuya、Tesina Petr、Hashimoto Satoshi、Ikeuchi Ken、Li Sihan、Matsuo Yoshitaka、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 51 Issue: 1 Pages: 253-270

    • DOI

      10.1093/nar/gkac1172

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  • [Presentation] Decoding of the ubiquitin code for clearance of colliding ribosomes by the RQT complex2023

    • Author(s)
      Yoshitaka Matsuo, Toshifumi Inada
    • Organizer
      第24回日本RNA学会年会
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    • Author(s)
      Yoshitaka Matsuo
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      第61回日本生物物理学会年会
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  • [Presentation] The decoding of ubiquitin-code for clearance of ribosome collision by RQT complex.2022

    • Author(s)
      Yoshitaka Matsuo, Toshifumi Inada
    • Organizer
      第45回分子生物学会年会
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  • [Presentation] The decoding of ubiquitin-code for clearance of ribosome collision by RQT complex.2022

    • Author(s)
      Yoshitaka Matsuo, Takayuki Uchihashi, Toshifumi Inada
    • Organizer
      The International Symposium in Tokyo 2022 "Ubiquitin New Frontier"
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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