2019 Fiscal Year Research-status Report
PPRネットワークから理解する植物ミトコンドリアのRNA制御メカニズム
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18K14435
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
一瀬 瑞穂 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任助教 (60755718)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | PPRタンパク質 / RNA結合タンパク質 / ミトコンドリア / 植物 / 遺伝子発現制御 / RNAスプライシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物ミトコンドリアの遺伝子発現制御システムを理解するために、基部陸上植物ヒメツリガネゴケを用いて鍵因子pentatricopeptide repeat (PPR)タンパク質の分子機能の解明を目指した。今年度の主な成果は以下の通りである。
(1)ミトコンドリア局在型PpPPR_31変異株で、電子伝達系複合体IおよびVのサブユニットをそれぞれコードするnad5とatp9遺伝子のスプライシング効率が低下していた。2つの遺伝子はexon-intron junction付近に類似の配列を有しており、PpPPR_31はこれらの配列に特異的に結合した。PpPPR_31は2ヶ所のイントロンのRNAスプリシング因子であることを明らかにした。
(2)ミトコンドリア局在型PpPPR_9変異株で、電子伝達系IVのサブユニットをコードするcox1のスプライシング効率が顕著に低下しており、PpPPR_9はイントロン内の配列に特異的に結合した。当研究室では以前、cox1のスプライシング因子PpPPR_43を同定しており、1ヶ所のスプライシングにPpPPR_9とPpPPR_43が協調的に働いていることが強く示唆された。
(3)PPRタンパク質はPPRモチーフがRNA塩基と1:1の対応関係で結合する配列特異的なRNA結合タンパク質であるが、PPRモチーフのバリアントであるLモチーフ（for Long）の機能は不明であった。In vitro RNA結合実験から、LモチーフはRNA結合モチーフではなくスペーサーとして機能することが示唆された。
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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
新たにPpPPR_9と31の分子機能を解明することに成功した。また、Lモチーフの機能に関する新たな知見も得ることができた。これらの成果をまとめて2本の原著論文として発表することができたため、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度はヒメツリガネゴケPPR変異体ライブラリーから、継続して興味深いPPR遺伝子について分子機能解析を行う。網羅的なオルガネラ遺伝子発現解析を行い、標的RNA分子を同定する。RNAレベルで異常が検出できない場合は、PPRタンパク質が翻訳に関与している可能性もあるため、Ribo-seq解析を検討する。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた物品の購入費が節約できたため差額が生じた。消耗品費として、酵素類、プラスチック器具、オリゴ核酸、合成遺伝子を購入予定である。また、次年度に持ち越しとなった論文の投稿料の支払いに充てる。
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[Journal Article] Two novel PLS-class pentatricopeptide repeat proteins are involved in the group II intron splicing of mitochondrial transcripts in the moss Physcomitrella patens2020
Author(s)
Ichinose, M., Ishimaru, A., Sugita, C., Nakajima, K., Kawaguchi, Y., Sugita, M.
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed
