2018 Fiscal Year Annual Research Report
Genome-wide analysis of mRNA-selective translation by initiation factor paralogs
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17H04998
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
岩崎 信太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (80611441)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 翻訳 / Ribosome / Ribosome profiling / eIF4A |
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| Outline of Annual Research Achievements |
翻訳開始因子であるeIF4Aパラログ、eIF4A1とeIF4A2が選択的に翻訳を行っているか、を検証するために、これまでにRNA-immunoprecipitation sequencing (RIP-Seq)法により、eIF4A1およびeIF4A2に結合するmRNAの差を解析してきた。特にそれぞれのパラログに特異的に結合するmRNAを探索した結果、リボソームタンパク質をコードするmRNA群がeIF4A1により結合していることが分かってきた。リボソームタンパク質コードするmRNAの多くはその5′UTR末端にオリゴピリミジン配列(terminal oligo-pyrimidine、TOP)をもつことが知られている。実際に5′UTRのTOP配列を持つmRNAはeIF4A2に比べ、eIF4A1に強く結合することがRIP-Seqのdataを解析し、明らかになった。このことから、mRNA末端の配列を何らかの分子メカニズムで認識し、結合していることが示唆される。
TOP配列を持つmRNAの翻訳は栄養依存性があり、飢餓状態になると優先的に翻訳阻害されることが知られている。この現象とeIF4AパラログによるmRNA選択性との関係を明らかにするために、飢餓状態を模することのできるpp242を処理し、ribosome profiling法を行った。その結果、eIF4A1により結合するmRNAはよりpp242による翻訳阻害を受けやすいという結果が得られている。その一方でeIF4A2により結合するmRNAは翻訳阻害を受けにくかった。
また、抗がん作用をもつeIF4A阻害剤Rocaglamide AによるmRNA選択性の構造基盤を明らかにした。この解析から、eIF4A1自体には配列特異性がないこと、Rocagalamide Aによる配列特異性はこの小分子が直接RNAに結合することで生み出されていることなどが明らかとなった。
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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
eIF4AパラログによるmRNA選択性の特異性が明らかになりつつある。またeIF4Aを標的とする阻害剤の分子機構が明らかになり、eIF4A自体の作用機序の理解が深まるなど、相乗効果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
eIF4Aそれ自身は配列特異性がないことが以上の構造解析から分かってきた。このことからTOP mRNA特異性はeIF4Aパラログ自身によるものではなく、それぞれのパラログに結合する別因子を介していることを示唆している。そこで、そのような因子を、SILAC法など質量分析法を使い、同定することを目指す。
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