2023 Fiscal Year Annual Research Report
RNA高次構造ダイナミクスを介した植物環境応答システムの解明
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20K21415
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大谷 美沙都 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60435633)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | RNA高次構造 / 植物環境応答 / 温度依存性 / RNAサーモメーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植物のロバストな細胞形質発現を可能にする環境応答システムとして「RNA高次構造ダイナミクス」に着目し、温度依存的なRNA高次構造ダイナミクス情報の新規取得、さらには、植物における「RNAサーモメーター」の同定を目指して解析を行っている。研究期間を通して、シロイヌナズナを材料として下記の成果を得ることができた。
1. 16℃、22℃、28℃といったミディアムスケールの温度条件で育てたシロイヌナズナ芽生えのトランスクリプトーム解析から、温度条件依存的に発現量が大きく変動する遺伝子群を突き止めた。また、6℃の温度条件変化は、遺伝子発現量だけではなく、pre-mRNAスプライシングパターンを大きく変化させることも見いだした。さらにpre-mRNAスプライシング変異体ではこうした温度変化依存的な遺伝子発現変化が大きく撹乱されており、解くにオーキシン関連遺伝子が強い影響を受けることが見いだされた。これらは、温度依存的なRNA代謝ダイナミクスを示す成果であった。
2. 細胞ストレス依存的な選択的スプライシングが起こる遺伝子のDMS-qPCR解析をから、ストレス依存的なRNAの二次構造変化が起こっていること、さらにこの構造変化によってスプライソソームが本来の認識部位領域にアクセスできなくなり、結果としてスプライシング反応が阻害されている可能性があることを突き止めた。
3. 以上の結果を受けて、温度依存的な挙動変化を見せるオーキシン関連遺伝子mRNAを探索し、いくつかのRNAサーモメーター候補配列を見いだした。実効性の検証は完遂できなかったものの、レポーター系デザインは終えることができたため、今後継続して解析を行う。
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