The length of the polyadenylation tails of human mitochondrial transcripts alters their stability

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K19303
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 松島 雄一 九州大学, 医学研究院, 助教 (20571342)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: ミトコンドリア

Outline of Annual Research Achievements

真核生物の核DNAにコードされたmRNAでは成熟化に伴いポリ(A)鎖が付加されるが、このポリ(A)鎖はmRNAの安定化に寄与する。一方、原核生物ではmRNAの分解時にポリ(A)鎖が一時的に付加されるが、この時にはポリ(A)鎖は分解促進に寄与する。ヒトのミトコンドリアDNAには11のmRNA(mt-mRNA)がコードされているが,このmt-mRNAにも成熟化に伴いポリ(A)鎖が付加される。このポリ(A)鎖には個別のmt-mRNAごとに安定化と分解促進という相反する機能を持つ可能性が示唆されている。本研究の目的は、このmt-mRNAに付加されるポリ(A)鎖の機能解析を行うとともに、ミトコンドリアmt-mRNAのポリ(A)鎖の短縮/延長に伴う安定性変化の機構を明らかにすることである。
本年度は本研究の基盤となる実験材料の樹立や実験方法の確立を主眼におき実験を進めた。得られた実績を以下に示す。
①ポリ(A)鎖の短縮に伴うmt-mRNAやミトコンドリアDNAにコードされている他のRNAの安定性変化の精査のため、ミトコンドリアのポリ(A)鎖付加酵素(ミトコンドリアポリ(A)ポリメラーゼ)をsiRNA法により枯渇させる条件を確立した。また、このミトコンドリアポリ(A)ポリメラーゼを枯渇させた培養細胞でmt-mRNAのポリ(A)鎖の短縮を確認した。
②ポリ(A)鎖の延長に伴うmt-mRNAやミトコンドリアDNAにコードされている他のRNAの安定性変化の精査のため、ドキシサイクリン誘導プロモーター下でミトコンドリアポリ(A)ポリメラーゼを過剰発現させるヒト培養細胞を樹立した。またミトコンドリアポリ(A)ポリメラーゼを過剰発現させた培養細胞でmt-mRNAのポリ(A)鎖の延長を確認した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の予定通り、本研究の基盤となる実験材料の樹立や実験方法の確立を行った。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ミトコンドリアポリ(A)ポリメラーゼを過剰発現させた細胞及び、枯渇させた細胞からRNAを抽出し各mt-mRNA、mt-rRNA、mt-tRNAの量的変化をノーザン法やRT-qPCRなどを用いて解析を行う予定である。

Causes of Carryover

他のプロジェクトによって進められていた研究が、本研究の基盤となる実験材料の樹立に適用できることが判明したため。