2020 Fiscal Year Research-status Report
哺乳動物精子形成後期に特徴的な翻訳遅延と脱アデニル化の機構
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18K05546
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
柏原 真一 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (00254318)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 精子形成 / 翻訳制御 / RNA結合タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精子特有の構造である凝縮した核や鞭毛などを構成するタンパク質のmRNAは、半数体前期の球状精細胞で転写され、後期の伸長精細胞で翻訳される。このような半数体特異的mRNAは、mRNA-タンパク質複合体 (mRNP) を形成することにより、約一週間、翻訳不活性な状態で保存される。本現象には、mRNAの3’非翻訳領域が関与していることが報告されている。しかし、このmRNA保存にかかわるRNA結合タンパク質は、いまだ明らかにされていない。また、これらmRNAが伸長精細胞で翻訳される際には、段階的な脱アデニル化中間体が形成されることを申請者は見出している。本研究では、翻訳遅延にかかわる因子の同定とその機構および脱アデニル化中間体形成のメカニズムを明らかにすることを目的とした。令和2年度においては、以下の点を明らかにした。
① 令和元年度までに、Y-Box RNA結合タンパク質YBX2が、グローバルな部分的翻訳抑制にかかわることを明らかにした。本年度において、そのノックアウトマウスを用いて解析した結果、YBX2が半数体特異的mRNAの翻訳抑制にも関与することが示唆された。
② 翻訳遅延因子の候補の一つとして同定されたRNA結合タンパク質hnRNP Uが、配列特異的にルシフェラーゼレポーターの活性を低下させる能力を有することを前年度までに明らかにした。しかし、本年度において、その活性の低下はmRNA分解を伴うことが判明した。
③ 上記②の結果を受け、半数体特異的mRNAの完全な翻訳抑制にかかわる因子を、これまでとは異なる手法により探索した。その結果、翻訳開始因子EIF4Eに結合するような精巣特異的因子の存在を確認した。
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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
段階的脱アデニル化のメカニズムは、前年度までにほぼ解明することができ、現在投稿準備中である。hnRNP Uは、配列特異的な翻訳抑制というよりむしろmRNA分解に関与するというような結果が得られた。その一方で、精巣特異的なEIF4E結合タンパク質が存在する可能性を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、精巣特異的なEIF4E結合タンパク質をPMF法により同定する。ついで、その半数体特異的mRNAへの結合能を評価する。EIF4E結合タンパク質がmRNA特異的な翻訳抑制にかかわる例として、ツメガエル卵母細胞における母性mRNAの翻訳抑制因子であるMaskinなどが挙げられる。このタイプの翻訳抑制においては、mRNA特異性を付与するようなRNA結合タンパク質の存在が必要である。そこで、同定したEIF4E結合タンパク質がRNA結合能を示さなかった場合には、相互作用するようなRNA結合タンパク質を探索・同定する。そのうえで、同定したRNA結合タンパク質の半数体特異的mRNAへの結合能を評価する。
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| Causes of Carryover |
補助事業の目的をより精緻に達成するための実験の実施や論文投稿のため、補助期間の延長を行ったため。
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[Journal Article] USP15 deubiquitinates TUT1 associated with RNA metabolism and maintains cellular homeostasis.2020
Author(s)
Kim, J., Nakamura, J., Hamada, C., Taketomi, T., Yano, S., Okajima, T., Kashiwabara, S., Baba, T., Sato, B., Chiba, T., and Tsuruta, S.
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Journal Title
Molecular and Cellular Biology
Volume: 40
Pages: e00098-20
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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