2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K07241
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
千葉 由佳子 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70509546)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポリA鎖 / シロイヌナズナ / mRNA分解 / 翻訳制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
mRNAのポリA鎖長はmRNAの安定性と翻訳効率に影響を与えうる転写後調節にとって重要な要素であり，厳密に調節される必要がある。モデル植物であるシロイヌナズナは複数のポリA分解酵素をもつ。いくつかのポリA分解酵素の逆遺伝学解析が行われ，それぞれが異なる表現型を示すことから，それぞれが別個の標的遺伝子をもつと考えられている。我々はポリA分解酵素のひとつであるAtCCR4a/bに着目して研究を進めている。atccr4a/b二重変異株は栄養応答やバイオマスなどの生育に関連する様々な表現型を示すことから，農学的観点からも重要なポリA分解酵素と考えられる。
本研究ではatccr4a/b二重変異株とそのコントロール株を用いて，ポリA鎖長を網羅的に検出するTAIL-seqを行うことで標的遺伝子群を同定し，さらに翻訳効率を網羅的に測定するRibo-seqとmRNA蓄積量の網羅的解析であるRNA-seqを組み合わせることで，mRNAの安定性と翻訳効率のどちらに影響をおよぼしているのかを明らかにする。TAIL-seqとRibo-seqは植物においてはその研究例はいまだ限られており，本年度はそれらの実験系の確立に取り組んだ。Ribo-seqに関しては最近発表された論文 (Hsu et al., PNAS, 2016) をもとに，我々が用いる植物サンプルに適した実験プロトコールへと改変し確立した。現段階で予備的なデータを得ており，今後詳細に解析を進める。TAIL-seqは動物細胞においてその手法は確立しているが (Chang et al., Mol. Cell, 2014, Lim et al, Genes & Dev., 2016)，植物に適応させるためには実験手法に改良が必要であることが判明したため，さらなる予備実験が必要であることが明らかとなった。
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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
TAIL-seqは植物を対象にした場合は，当初予定していた方法ではうまくいかないことが判明し，予定外の予備実験が必要となったため若干遅れている。一方で，並行して進めているRibo-seqは我々の研究サンプルに適した実験系を確立することができ，RNA-seqとあわせてすでに予備的データを得ていることから，全体として考えるとおおむね順調といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度得られたRibo-seqの予備的データを詳細に解析することによって，どのような遺伝子群の翻訳効率がatccr4a/b二重変異株で変化しているのかを明らかにする。翻訳効率の算出にはRNA-seqのデータが必要であり，すでにこちらも予備的データを得ているので，ｍRNAの蓄積に対するatccr4a/b二重変異の影響に関しても明らかにできる。その後，atccr4a/b二重変異株が示す様々な表現型のうち，どの表現型に着目して実験を進めるか吟味したうえで，バイオロジカルリピートを含む本実験を行う。TAIL-seqは精度のよいデータを得るためにさらに詳細な予備実験を行い，実験系の確立を目指す。
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[Journal Article] The Minimum Open Reading Frame, AUG-Stop, Induces Boron-Dependent Ribosome Stalling and mRNA Degradation.2016
Author(s)
Tanaka M., Sotta N., Yamazumi Y., Yamashita Y., Miwa K., Murota K., Chiba Y., Hirai Y. M., Akiyama T., Onouchi H., Naito S., and Fujiwara T.
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Journal Title
The Plant Cell
Volume: 28
Pages: 2830-2849
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Coordinated regulations of mRNA synthesis and degradation during cold acclimation in Arabidopsis.2017
Author(s)
Toshihiro Arae, Shiori Isai, Akira Sakai, Katsuhiko Mineta, Masami Y. Hirai, Yuya Suzuki, Shigehiko Kanaya, Junji Yamaguchi, Satoshi Naito, and Yukako Chiba
Organizer
Environmental Stress Adaptation and Memory in Plants.
Place of Presentation
RIKEN (Kanagawa, Yokohama)
Year and Date
2017-02-27 – 2017-02-28
Int'l Joint Research / Invited
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