uORF-mediated translational regulation for diel-expressed genes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22375
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: CHIBA Yukako 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70509546)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 上流ORF / 概日時計 / シロイヌナズナ / 翻訳制御

Outline of Final Research Achievements

Many organisms on Earth have adapted to various environmental changes that fluctuate on a 24-hour cycle. The fundamental mechanism underlying these adaptations is the circadian clock, which almost all species possess. The circadian clock is crucial for plants and it consists of a complex system of multiple feedback loops involving transcription factors. We found that the circadian clock may also be regulated at the translation level. We aim to elucidate the molecular mechanism and physiological significance of this regulation. In this study, we revealed the importance of light in this translation control and discovered that similar regulation exists in many other diel-expressed genes in Arabidopsis.

Free Research Field

植物分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

概日時計の研究の多くは転写制御に着目して行われてきた。そのため、転写後制御がどのように関わっているのかについての知見はいまだ限定的である。そのような中、本研究では翻訳量の網羅解析をシロイヌナズナで経時的に行うことで、周期的に発現する多くの遺伝子が翻訳制御を利用していることを示した。さらに翻訳制御を受けている主要な時計遺伝子の一つを詳細に解析することで、上流ORFを介した制御が存在する可能性を示した。このように本研究は、翻訳制御研究と概日時計研究の両分野にインパクトを与える内容となっている。