Dynamism of codon-mediated regulation of gene expression

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02370
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43010:Molecular biology-related
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: Mishima Yuichiro 京都産業大学, 生命科学部, 准教授 (00557069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲田 利文 東北大学, 薬学研究科, 教授 (40242812)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ゼブラフィッシュ / コドン / tRNA / mRNA分解 / リボソーム

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a method named PACE to quantitatively analyze the effect of codons on mRNA stability (codon effect) in early zebrafish embryos. Using the PACE method, we revealed that the codon effect correlates with the amount of tRNA corresponding to the codons and the translation rate by the ribosome. We also experimentally demonstrated that changes in the amount of tRNA lead to changes in the corresponding codon effect. Furthermore, we demonstrated that the mRNA degradation mechanism by the codon effect acts independently of the no-go decay pathway, which is a translational quality control mechanism by the ribosome.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、タンパク質読み枠のコドンの組み合わせが細胞内においてmRNAの安定性に影響を及ぼす際の原理の一端が明らかとなった。また、コドンがmRNAの安定性に与える効果が、tRNAの量的な変化によって変動することが示された。この成果により、細胞内においてmRNAの安定性がどのように決まっているのかという本質的な疑問の解明が進んだ。この成果は、生命の基礎原理の理解のみならず、将来的にはmRNAワクチンに代表されるmRNA医薬品の開発にも大きく貢献することが期待される。