2021 Fiscal Year Annual Research Report
上流ORFが関与する細胞環境感知機構の解明とゲノム育種への応用
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19H02917
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
尾之内 均 北海道大学, 農学研究院, 教授 (50322839)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | uORF / リボソーム / 環境応答 / 栄養応答 / 新生鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者のグループはこれまでに、進化的に保存された配列を持つシロイヌナズナのuORFの中から、下流の主要ORFの翻訳に影響を与えるものを同定した。その中には、AUG以外の開始コドンで始まるuORF（非AUG開始型uORF）が４つ含まれる。それらの非AUG開始型uORFの１つを持つ遺伝子はストレスに応答して転写が促進されるが、その遺伝子の発現がポリアミンに応答して翻訳段階で抑制され、その翻訳制御に非AUG開始型uORFが関与することを本年度の研究において見出した。さらに、非AUG開始型uORFの開始コドンの下流に存在するRNA二次構造がこの翻訳制御に必要であることを明らかにした。この翻訳制御は、植物細胞内でポリアミンが過剰に蓄積した場合に、ポリアミン濃度を適切な範囲内に維持する役割を担っていると考えられる。
他の３つの非AUG開始型uORFのうちの２つでは、uORFのペプチド配列が植物で広く保存されている。これらの２つのuORFのペプチド配列の中で翻訳制御に重要なアミノ酸残基の同定を行い、それぞれC末端側の8アミノ酸および15アミノ酸の領域が重要であることを見出した。
また、これまでに生理学的役割を明らかにしたAUG開始型uORF及び非AUG開始型uORFについて、それらが介する翻訳制御に関与するトランス因子を同定するために、トランス因子として予想される候補タンパク質が欠損したシロイヌナズナ変異体をゲノム編集技術を用いて作出した。
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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
本年度の研究により、これまでに同定した非AUG開始型uORFの１つについて、生理学的役割を明らかにすることができた。また、その非AUG開始型uORFを含むいくつかのuORFの翻訳制御機構の解明を進めることができた。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると言うことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに生理学的役割を明らかにしたAUG開始型uORF及び非AUG開始型uORFについて、翻訳制御機構の解明をさらに進める。そのために、それぞれの翻訳制御においてエフェクター分子の感知に関与するトランス因子とシス因子の探索を行う。
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