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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Reassembly of active RNA editosomes in plant organelles

Research Project

Project/Area Number 18H02462
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

竹中 瑞樹  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10796163)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
KeywordsRNA編集 / 植物ミトコンドリア / 葉緑体 / 転写後調節
Outline of Annual Research Achievements

陸上植物オルガネラのRNA編集は、RNA上の特定のC(シチジン)がU(ウリジン)に変換されるものである。これまでPPRやMORFタンパク質などRNA編集機構に関与するいくつかの因子が単離されてきたが、それぞれがどのように相互作用しRNA編集複合体を形作るのかは明らかになっていない。本研究では、各RNA編集因子の複合体内での機能を解析し、活性をもつRNA編集タンパク質複合体の再構築を目的とする。本年度の成果は以下の通りである。
1)MORFタンパク質と相互作用するタンパク質を免疫沈降により同定し、その遺伝子破壊株の解析をおこなった。いくつかの候補タンパク質はホモ変異体が致死であったため、その遺伝子を胚発生初期特異的プロモーターの下流へクローニングし、シロイヌナズナ変異体へ形質転換した。またPPR型の新たな編集因子であるMEF37とOTP90を同定した。本成果をPlantsに発表した。
2)タンパク質相互作用に影響を与えると予想されるアミノ酸を変異させたMORF1をクローニングし、シロイヌナズナT-DNA変異体へ導入した。また酵母ツーハイブリッド法、免疫沈降法により、いくつかの変異がMORF1の2量体、またはPPR-MORF1相互作用の形成に重要であることを明らかにした。
3)ゼニゴケのオルガネラ内でRNA編集複合体を再構築するため、シロイヌナズナで複合体を形成していると考えられるDYW2、MORF3.SLO2をゼニゴケに順次遺伝子導入したが、RNA編集は再現されなかった。このことは顕花植物のRNA複合体が予想されてきたよりも複雑であることを示唆している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

顕花植物のRNA編集複合体の鍵となるMORFタンパク質と相互作用するタンパク質を同定し、遺伝学的にその機能を特定する計画はほぼ順調にすすんでいる。またMORF1のタンパク質相互作用に関与するアミノ酸を同定した。ゼニゴケを用いたRNA編集複合体の再構築に向けて、形質転換をすすめている。以上の理由により、概ね研究計画は順調にすすんでいると判断した。

Strategy for Future Research Activity

1)MORFタンパク質と相互作用するタンパク質がRNA編集にどのように関わっているのかを変異体解析により明らかにする。
2)MORF1だけでなく様々なMORFタンパク質とPPRタンパク質の相互作用を酵母ツーハイブリッド法、免疫沈降により解析する。
3)最近ヒメツリガネゴケのPPRタンパク質を単独で用いて大腸菌内でのRNA編集を再現する系が報告された。しかしヒメツリガネゴケはPPRタンパク質以外のMORFタンパク質などを持たない。より複雑な顕花植物のRNA編集複合体を再構築するためゼニゴケだけでなく、大腸菌の系、またはin vitro系の構築を目指す。

  • Research Products

    (26 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Helmholtz-Zentrum/Ulm University/Bonn University(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Helmholtz-Zentrum/Ulm University/Bonn University
  • [Int'l Joint Research] CONICET - University of Mar del Plata(アルゼンチン)

    • Country Name
      ARGENTINA
    • Counterpart Institution
      CONICET - University of Mar del Plata
  • [Int'l Joint Research] Institute of Plant Science Paris-Saclay(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Institute of Plant Science Paris-Saclay
  • [Int'l Joint Research] University of Nebraska-Lincoln(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Nebraska-Lincoln
  • [Int'l Joint Research] The Hebrew University of Jerusalem(イスラエル)

    • Country Name
      ISRAEL
    • Counterpart Institution
      The Hebrew University of Jerusalem
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      1
  • [Journal Article] Mitochondrial Pentatricopeptide Repeat Protein, EMB2794, Plays a Pivotal Role in NADH Dehydrogenase Subunit nad2 mRNA Maturation in Arabidopsis thaliana2020

    • Author(s)
      Marchetti Fernanda、Cainzos Maximiliano、Shevtsov Sof?a、C?rdoba Juan Pablo、Sultan Laure Dora、Brennicke Axel、Takenaka Mizuki、Pagnussat Gabriela、Ostersetzer-Biran Oren、Zabaleta Eduardo
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 61 Pages: 1080~1094

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa028

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Analysis of the Editing Defects in the dyw2 Mutant Provides New Clues for the Prediction of RNA Targets of Arabidopsis E+-Class PPR Proteins2020

    • Author(s)
      Malbert Bastien、Burger Matthias、Lopez-Obando Mauricio、Baudry Kevin、Launay-Avon Alexandra、Haertel Barbara、Verbitskiy Daniil、Joerg Anja、Berthome Richard、Lurin Claire、Takenaka Mizuki、Delannoy Etienne
    • Journal Title

      Plants

      Volume: 9 Pages: 280~280

    • DOI

      10.3390/plants9020280

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Plant organellar RNA editing: what 30?years of research has revealed2020

    • Author(s)
      Small Ian D.、Schallenberg‐Ruedinger Mareike、Takenaka Mizuki、Mireau Hakim、Ostersetzer‐Biran Oren
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 101 Pages: 1040~1056

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/tpj.14578

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RNA editing mutants as surrogates for mitochondrial SNP mutants2019

    • Author(s)
      Takenaka Mizuki、Joerg Anja、Burger Matthias、Haag Sascha
    • Journal Title

      Plant Physiology and Biochemistry

      Volume: 135 Pages: 310~321

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2018.12.014

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] On the C-terminal DYW domain of PPR type RNA editing factors in plant organelles2020

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka, Brody Frink, Ayako Maeda, Sachi Takenaka, Matthias Burger, Gert Weber
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会
  • [Presentation] RNA編集因子のDYWドメインはRNA配列の認識に関与するのか2020

    • Author(s)
      前田彩子、竹中佐知、竹中瑞樹
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会
  • [Presentation] Multiple RNA editing factors form active protein complexes in plant organelles2019

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka, Matthias Burger, Sascha Haag, Anja Zehrmann, Gert Weber
    • Organizer
      第21回日本RNA学会年会
  • [Presentation] Molecular machinery of C to U RNA editing in plant mitochondria and chloroplasts2019

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka
    • Organizer
      第92回日本生化学会
    • Invited
  • [Presentation] 植物オルガネラRNA editing複合体のフロンティア2019

    • Author(s)
      竹中瑞樹
    • Organizer
      第136回日本植物育種学会
    • Invited
  • [Presentation] C-to-U RNA editing in chloroplasts and plant mitochondria requires PPR proteins and several co-factors2019

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka, Matthias Burger, Sascha Haag, Anja Zehrmann, Brody Frink, Ayako Maeda, Sachi Takenaka, Gert Weber
    • Organizer
      1st Japan-US Binational Seminer
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 植物オルガネラのRNA編集を担う酵素とその複合体2019

    • Author(s)
      竹中瑞樹
    • Organizer
      植物RNA研究ネットワークシンポジウム
  • [Presentation] Dimerization is required for function of MORF proteins in the RNA editing complex in plant organelles.2019

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka
    • Organizer
      Gordon Research Conference: RNA editing, Lucca, Italy
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reassembly of complex plant RNA editosomes in mitochondria of Marchantia polymorpha.2019

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka
    • Organizer
      11th International congress of plant mitochondria, Ein Gedi, Israel
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RNA editing factors in chloroplasts2018

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka
    • Organizer
      International Symposium on Photosynthesis and Chloroplast Biogenesis, Kurashiki
  • [Presentation] Function of MORF proteins in RNA editosomes of plant organelles.2018

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka
    • Organizer
      The 1st Asia-Oceania International Congress on Photosynthesis, Beijing, China
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Requirement of Various Protein Combinations for Each C-to-U RNA Editosome in Plant Organelles. RNA Metabolism in Mitochondria. Nucleic Acids and Molecular Biology, vol 342018

    • Author(s)
      Mizuki Takenaka, Anja Joerg, Matthias Burger, Sascha Haag
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Springer
  • [Book] The Yeast Three-Hybrid System for Protein Interactions2018

    • Author(s)
      Franziska Glass, Mizuki Takenaa
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      Humana Press, New York, NY
  • [Remarks] Mizuki Takenaka's lab

    • URL

      https://sites.google.com/site/mizukitakenakassite/home

  • [Remarks] 京都大学理学研究科 竹中 瑞樹

    • URL

      http://www.sci.kyoto-u.ac.jp/ja/research/researcher/mizukitakenaka-bi.html

  • [Remarks] 京都大学理学研究科 植物分子遺伝学

    • URL

      https://sites.google.com/view/shikanailab/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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