2018 Fiscal Year Research-status Report

ポリＡ鎖を介したｍＲＮＡレベルの遺伝子発現制御と栄養源シグナルによる調節

Research Project

Project/Area Number	18K06053
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	入江賢児筑波大学, 医学医療系, 教授 (90232628)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	Ccr4 / Pop2 / ポリA鎖 / リン酸化
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、酵母の①対数増殖期と定常状態におけるポリA鎖の長さと翻訳効率・mRNA安定性の関係、②Ccr4-Not複合体によるポリA鎖の長さと翻訳の調節機構、③栄養源からのシグナルによるCcr4-Not複合体の活性調節機構について明らかにし、mRNAのポリA鎖の長さを介したmRNAレベルでの遺伝子発現制御機構と栄養源シグナルとの関係を解明する。 PUFファミリーRNAタンパク質Puf5は、酵母の細胞壁合成経路の調節に関与している。Puf5は、Rho1 small GTPaseのGTPase活性化タンパク質をコードするLRG1 mRNAの発現を負に調節する。今年度、Puf5とCcr4-Not複合体のサブユニットであるCcr4、Pop2、脱キャップ活性化因子Dhh1、他のPUFファミリーRNAタンパク質との相互作用を解析した。puf5Δ変異体の増殖低下は、LRG1欠失により部分的に抑制された。puf5Δ変異体の増殖低下はccr4Δ変異により増強された。Lrg1タンパク質レベルは、単独変異体よりもccr4Δpuf5Δ二重変異体において上昇していた。LRG1 mRNAのポリ（Ａ）テール長は、ccr4Δ変異体においてより長かったが、puf5Δ変異体においては長くなかった。したがって、Puf5はmRNA不安定化のためにCcr4-Notデアデニラーゼ複合体を動員するが、Puf5はCcr4とは無関係にLRG1発現を調節することがわかった。また、puf6Δ突然変異はccr4Δpuf5Δ二重変異によって引き起こされる増殖不全を抑制した。リボソームサブユニットをコードするRPL43a, RPL43bの喪失もまた、ccr4Δpuf5Δ二重変異によって引き起こされる増殖不全を抑制した。今回の結果は、Puf5がデアデニラーゼ非依存的にLRG1発現を調節することによって、CWI経路で機能すること、およびPuf6がRpl43との会合を介してCcr4およびPuf5を介した細胞増殖の調節に関与することを示唆する。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason この研究では、５つのテーマ、（１）対数増殖期と定常状態におけるポリA鎖の長さと翻訳効率・mRNA安定性の関係、（２）Ccr4-Not複合体によるポリA鎖の長さと翻訳の調節機構、（３）Pan2-Pan3複合体、Pbp1によるポリA鎖の長さの調節、（４）栄養源からのシグナルによるCcr4-Not複合体の活性調節機構、（５）RNA結合タンパク質Nab6とポリAポリメラーゼPap1による翻訳制御機構、をあげているが、全て順調にデータが得られている。
Strategy for Future Research Activity	５つのテーマ、（１）対数増殖期と定常状態におけるポリA鎖の長さと翻訳効率・mRNA安定性の関係、（２）Ccr4-Not複合体によるポリA鎖の長さと翻訳の調節機構、（３）Pan2-Pan3複合体、Pbp1によるポリA鎖の長さの調節、（４）栄養源からのシグナルによるCcr4-Not複合体の活性調節機構、（５）RNA結合タンパク質Nab6とポリAポリメラーゼPap1による翻訳制御機構、で計画通り、研究をすすめていく。
Causes of Carryover	（理由）物品費をできるだけ節約し、次年度の発展的研究に活用しようと考えた。（使用計画）Ccr4-Not複合体、Pan2-Pan3複合体、Pbp1による調節系について、詳細な分子機構を遺伝解析と分子生物学的解析により明らかにする。