Regulatory mechanism of the gene expression using sUTR

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19168
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yamaji Yasuyuki 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40345187)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: リーキースキャニング / uORF / 植物ウイルス / 翻訳

Outline of Final Research Achievements

In this study, we analyzed the mechanism of gene expression through leaky scanning usging plant viruses. 5' untranslated region (5'UTR) of sgRNAs encoded by viruses of the genera Potexvirus, Lolavirus and Carlavirus was found to be significantly short and we named short UTR (sUTR). Several lines of analyses on the function of the sUTR revealed that the length of the 5' UTR acts as a regulator of leaky scanning, similar to the known Kozak sequence, and that the length of the sUTR is optimized for viral infection by regulating and balancing the expression levels of downstream viral genes.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

真核生物のmRNAの大部分はuORFを持つことが明らかにされており、その制御機構の大部分はリーキースキャニングによると考えられている。本研究ではsUTRの長さが従来のKozak配列による制御に加えて、新たなリーキースキャニング制御機構であることを明らかにした。現状uORFがコードするペプチドが機能を持つかどうかを予想する術はないが、本研究で5'UTR が長いほど発現量が上がることが明らかになったため、5'UTRが長いuORFに絞り込むことによって機能的uORFの探索を容易にすることが可能になると予想される。このように本研究の成果はあらゆる生物学分野に幅広い波及効果がある。