2019 Fiscal Year Annual Research Report
Genome-wide analysis of mRNA-selective translation by initiation factor paralogs
| Project/Area Number |
17H04998
|
|---|
| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 翻訳 / Ribosome / Ribosome profiling / eIF4A |
|---|
| 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、それぞれのタンパク質に特異的に結合する因子の同定を行った。SBPタグ付きタンパク質としてそれぞれのeIF4AパラログをHEK293細胞で発現し、結合しているタンパク質をSILAC法による質量分析により同定した。その結果、eIF4A1にLARP1と呼ばれるタンパク質が特異的に結合していることが分かった。LARP1は細胞飢餓時にmRNAのcap構造に結合し、翻訳を負に制御する因子として知られている。このことから、既存の翻訳を促進する機能とは全く逆に、eIF4A1がLARP1による効率的な翻訳抑制に必要なのではないか、という大胆な仮説を立てた。
実際にこれまでこの仮説を裏付ける結果が得られている。細胞飢餓を模することのできるmTOR阻害剤pp242により、LARP1による翻訳抑制を誘導した場合、ribosome profiling法を行うと網羅的にその抑制効果を観察することができる。同様の実験をeIF4A1ノックアウト細胞で行うと、その効果が減弱することが明らかになった。また、同様にpp242によって細胞増殖が抑えられるが、この効果もeIF4A1ノックアウト細胞で減弱する。また、このような差はeIF4A2ノックアウト細胞では見られない。今後は生化学的な解析により、なぜLARP1による翻訳抑制がeIF4A1によって促進するのかを中心に解析を進める。
また、哺乳類細胞においてコドンのoptimalityによりmRNAが安定性が決定する現象、植物において翻訳領域の網羅的同定をribosome profiling法を用いて明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでの研究により、eIF4A1、eIF4A2が非常に相同性の高いタンパク質でありながらも選択的にmRNAへ結合し、翻訳を制御していることが明らかになりつつある。当初の想定とは真逆の機能がeIF4A1にはありそうだ、ということが示唆されつつあり、新規性が高い研究が展開されている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年の研究結果をもとに、eIF4A1がなぜLARP1による翻訳阻害を増強するのかの分子メカニズムの詳細に迫りたいと考えている。eIF4A1の結合によりLARP1の標的mRNAの結合が促進する、等のモデルが考えられ、それらを検討する生化学実験を計画している。
|
