2020 Fiscal Year Annual Research Report
真核細胞におけるmRNA核外輸送体の分子進化による輸送体多様化の分子基盤の解明
| Project/Area Number |
19H02884
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
増田 誠司 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (20260614)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井沢 真吾 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 准教授 (10273517)
片山 高嶺 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (70346104)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | mRNA / 輸送体 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子発現の制御段階として、転写や翻訳がよく知られている。これらに加え、mRNAの核から細胞質への輸送（核外輸送）も高精細な遺伝子発現制御の一翼を担っていることを発見した。mRNAの核外輸送は、mRNA輸送体によって担われている。我々は、ヒトにおいてmRNA輸送体としてTREX複合体とAREX複合体の２種類を見いだし、それぞれの構成因子・選択的に輸送されるmRNA分子種・複合体の中心となるUAP56とURH49の構造を比較し、ヒトにおいて多様化したmRNA輸送体の生理機能の違いを明らかにしてきた。さらに最近、これらのmRNA輸送体は選択的mRNAスプライシングにも関与することを観察した。
本研究は、ヒトmRNA輸送体において未解明な４つの課題（新規AREX複合体構成因子・選択的mRNA認識機構・選択的スプライシング制御・C末端領域の生理機能）の解決を、目指している。
本年度はこのうち新規AREX複合体構成因子の同定とその機能解析に成果を得た。TREX複合体は８種類の因子で構成されているのに対し、AREX複合体の構成因子として同定されているのは、URH49とCIP29の２因子だけである。このためAREX複合体には未同定の因子が存在すると考えられた。そこでURH49とCIP29にそれぞれ FlagとHAのタグを入れた融合タンパク質を用いて、2段階アフィニティー精製を行ったところ、候補タンパク質を５種類同定した。また、これら新たな候補因子についてmRNA核外輸送機能を解析したところ、いずれも核外輸送に機能することを示した。その結果、候補因子は全て新規AREX複合体の構成因子であることを示した。加えてUAP56とURH49のRNA結合特性を明らかにした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
未解明な４つの課題（新規AREX複合体構成因子・選択的mRNA認識機構・選択的スプライシング制御・C末端領域の生理機能）について、新規AREX複合体構成因子の単離と機能解析を完了した。またUAP56とURH49のRNA結合特性を明らかにしたことで選択的mRNA認識機構を解析する基盤が整った。他の課題について今後の研究の推進方策に記載したように準備が順調に進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
４つの主要な未解決の課題のうち最初の課題について大きく進展した。そこで、残りの課題となっている選択的mRNA認識機構・選択的スプライシング制御・C末端領域の生理機能について解析を進める。
このうち選択的mRNA認識機構についてUAP56とURH49のRNA結合特性を明らかにしたことから個別遺伝子での挙動を観察する。また選択的スプライシング制御についてインフォマティクス解析が終了している。そこで選択的スプライシングを受けるmRNAの配列上の特徴について解析する。加えて標的mRNAの必要な部分を含むミニ遺伝子を構築して選択的スプライシング制御の分子機構を明らかにする。
C末端領域の生理機能については酵母で発現するUAP56やURH49、ヒト細胞で発現するSub2(UAP56ホモログ)を作成しているので、機能解析を実施してC末端領域の生理機能を明らかにする。また結晶構造を比較することでこれらの進化的保存性や多様性について解析を進める。
|
