RNA結合タンパク質による減数分裂特異的遺伝子発現パターンの形成機構

• Project Area: Diversity and asymmetry achieved by RNA program
• Project/Area Number: 21112505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山下 朗 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (30312276)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2010: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2009: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 発現制御 / 分子生物学 / 減数分裂 / RNA結合タンパク / 分裂酵母 / RNA結合タンパク質

Research Abstract

減数分裂期には、体細胞分裂期とは大幅に異なる種類の遺伝子が発現している。体細胞分裂期と減数分裂期での遺伝子発現パターンの切り換えには、転写レベルの制御に加え、転写されたmRNAの選択的な除去による調節が大きく寄与している。本研究では、分裂酵母のRNA結合タンパク質Mmi1pが誘導する、体細胞分裂期での減数分裂特異的mRNAの除去機構を明らかにすることを目標としている。
これまでの解析で、Mmi1pが誘導するmRNA分解に、核exosome、poly(A)ポリメラーゼ、poly(A)結合タンパク質などが関与していることが明らかとなっていた。Mmi1pによる分解誘導に、標的mRNAのpoly(A)付加が必要であることを示した。また、これらMmi1p関連因子とMmi1pの局在、相互作用の依存関係を検討した結果、poly(A)結合タンパク質が、Mmi1pと核exosomeの相互作用に重要な役割を果たしていることが示唆された。Mmi1pが認識する標的mRNA中に6ベースからなる配列モチーフが高頻度に存在することを見出していた。この配列がMmi1pによる認識に必要なことをin vitroとin vivoで示した。さらに、この配列を複数コピー持たせることでMmi1pによる分解が誘導されることを示した。この配列モチーフの情報をもとに、分裂酵母のゲノムデータベースの検索を行い、新規のMmi1p標的遺伝子の同定を行った。その結果、Mmi1pの制御下にある複数の減数分裂関連遺伝子を見出した。

Research Products

• [Journal Article] Importance of polyadenylation in the selective elimination of meiotic mRNAs in growing S.pombe cells (2010)
  • Author(s): Yamanaka, S., Yamashita, A., Harigaya, Y., Iwata, R., Yamamoto, M.
  • Journal Title: The EMBO Journal Volume: 29 Pages: 2173-2181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contribution of dynein light intermediate and intermediate chains to subcellular localization of the dynein-dynactin motor complex in Schizosaccharomyces pombe (2010)
  • Author(s): Ikumi Fujita, Akira Yamashita, Masayuki Yamamoto
  • Journal Title: Genes to Cells 15 Pages: 359-372
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 分裂酵母の減数分裂特異的mRNAの選択的除去機構 (2010)
  • Author(s): 山下朗
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] 分裂酵母の減数分裂特異的mRNAの除去機構 (2009)
  • Author(s): 山下朗
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] Molecular basis to eliminate meiotic transcripts from mitotic cells by an RNA-binding protein Mmilp (2009)
  • Author(s): 山下朗
  • Organizer: The fifth international fission yeast meeting
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京)
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Book] 細胞周期フロンティア(V章「分裂酵母における減数分裂開始の分子機構」) (2010)
  • Author(s): 山下朗
  • Publisher: 共立出版
• [Remarks]
  • URL: http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/yamamoto-lab/
• [Remarks]
  • URL: http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/yamamoto-lab/