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uORFペプチドによる翻訳制御の新たな役割と機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07387
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関北海道大学

研究代表者

尾之内 均  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (50322839)

研究協力者 林 憲哉  
梅原 俊一  
佐々木 駿  
笹原 大暉  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードuORF / リボソーム / 翻訳制御 / 翻訳アレスト / 新生ペプチド / 被子植物
研究成果の概要

mRNAの5′非翻訳領域に上流ORF (uORF)と呼ばれる小さなORFが存在し、そこにコードされるペプチド(uORFペプチド)が下流の主要ORFの翻訳を制御する例が知られている。本研究では、uORFペプチドによる翻訳制御の未知の役割と機構を明らかにするために、進化的に保存されたアミノ酸配列を持つ被子植物のuORFの中から翻訳を制御するペプチドをコードするものを探索し、新規に8個のuORFを同定した。さらに、翻訳制御に関与するペプチドをコードするuORFの中から、マグネシウム濃度に応答した翻訳抑制に関与するものや、核小体ストレスに応答した翻訳促進に関与するものを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、マグネシウムに応答してリボソームの停滞を引き起こし、それにより主要ORFの翻訳を抑制するuORFペプチドを見出した。これまでに代謝産物に応答してリボソームを停滞させるuORFペプチドは知られていたが、無機イオンに応答してリボソームを停滞させるuORFペプチドとしては、これが初めての発見である。また、核小体ストレスに応答して誘導される選択的スプライシングにより、uORFが除去されたmRNAが生産され、それによって主要ORFの翻訳が促進されるという、ストレスに応答した新たな翻訳制御機構を見出した。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of Arabidopsis thaliana upstream open reading frames encoding peptide sequences that cause ribosomal arrest2017

    • 著者名/発表者名
      1.Hayashi N., Sasaki S., Takahashi H., Naito S., and Onouchi H.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 15 ページ: 8844-8858

    • DOI

      10.1093/nar/gkx528

    • NAID

      120006360096

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 選択的スプライシングと上流ORFによる翻訳制御を介した植物の核小体ストレス応答機構2019

    • 著者名/発表者名
      佐々木 駿, 工藤 凛, 笹原 大暉, 高橋 広夫, 渡部 俊, 大林 祝, 杉山 宗隆, 内藤 哲, 尾之内 均
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 上流ORFの新生ペプチドを含む翻訳複合体が細胞内のマグネシウム濃度を感知して翻訳を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      林憲哉, 佐々木駿, 平郡雄太, Zhihang Feng, 藤原徹, 高橋広夫, 山下由依, 内藤哲, 尾之内均
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nucleolar stress promotes expression of Arabidopsis ANAC082, a nucleolar stress response mediator, by inducing alternative splicing that removes an inhibitory upstream open reading frame2019

    • 著者名/発表者名
      Shun Sasaki, Rin Kudo, Daiki Sasahara, Hiro Takahashi, Shun Watanabe, Iwai Ohbayashi, Munataka Sugiyama, Satoshi Naito, Hitoshi Onouchi
    • 学会等名
      Post-transcriptional Gene Regulation in Plants (PGRP) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Translation complexes containing a uORF-encoded nascent peptide sense cellular magnesium concentration to regulate translation2019

    • 著者名/発表者名
      Noriya Hayashi, Shun Sasaki, Yuta Hiragori, Zhihang Feng, Toru Fujiwara, Hiro Takahashi, Yui Yamashita, Satoshi Naito, Hitoshi Onouchi
    • 学会等名
      Post-transcriptional Gene Regulation in Plants (PGRP) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Critical Role of the NAC transcription Factor ANAC082 in Ribosomal Stress Signaling of Plant Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Iwai Ohbayashi, Shun Sasaki, Chung-Yi Lin, Naoki Shinohara, Yoko Matsumura, Yasunori Machida, Gorou Horiguchi, Hirokazu Tsukaya, Masahiko Furutani, Hitoshi Onouchi, and Munetaka Sugiyama
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナAtTTM3遺伝子の上流ORFは後期促進複合体の構成因子をコードする2018

    • 著者名/発表者名
      垣内 俊哉、伊藤正樹、高橋 広夫、刑部 祐里子、刑部 敬史、内藤 哲、尾之内 均
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 維管束形成を司るLONESOME HIGHWAY遺伝子の上流ORFが介する翻訳制御とmRNA分解制御2018

    • 著者名/発表者名
      梅原俊一、木俣薫織、戸田智美、遠洞弥生、大角有里沙、蝦名績、内藤 哲、尾之内均
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 核小体ストレスに応答して翻訳を制御するシロイヌナズナANAC082遺伝子の上流ORF2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木 駿、工藤 凛、渡部 俊、大林 祝、杉山 宗隆、刑部 祐里子、刑部 敬史、内藤 哲、尾之内 均
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リボソームの停滞を引き起こす新規被子植物uORFの同定2017

    • 著者名/発表者名
      林憲哉, 佐々木駿, Zhihang Feng, 藤原徹, 内藤哲, 尾之内均
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 核小体ストレスに応答して翻訳を制御するシロイヌナズナANAC082遺伝子の上流ORF2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 駿、工藤 凛、渡部 俊、杉山 宗隆、刑部 祐里子、刑部 敬史、内藤 哲、尾之内 均
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチド配列依存的に遺伝子発現を制御するシロイヌナズナの上流ORFの探索と制御機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      尾之内均,林憲哉,梅原俊一,木俣薫織,高橋広夫,内藤哲
    • 学会等名
      日本遺伝学会第88回大会ワークショップ
    • 発表場所
      日本大学国際関係学部(静岡県・三島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 北海道大学 農学部 大学院農学院 大学院生命科学院 大学院農学研究院 分子生物学研究室

    • URL

      http://www.agr.hokudai.ac.jp/arabi/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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