研究課題
挑戦的研究(萌芽)
真核生物では一般に1本のmRNA上に１つの読み枠（open reading frame: ORF）が存在し、１つのタンパク質が翻訳されると考えられてきた。しかし、近年のゲノム科学的研究により全体の35-50%ものmRNAにおいて実際に発現するORFの上流に数ペプチドをコードする小さなRNA（upstream ORF: uORF）が存在し、下流のORFの発現を制御していることが示唆されてきたが、その制御機構については完全に解明されていない。この課題を解決するため、本研究では植物RNAウイルスを利用して遺伝子発現制御機構の解析を行う。
本研究ではuORFによる遺伝子発現制御機構の全容解明を目指し、sUTRを介したリーキースキャニングの制御機構に関する研究を展開する。昨年度は植物ウイルスを用いた研究により、sUTRの長さが遺伝子翻訳の際のリーキースキャニングのレギュレーターとしての働きを持つことを示唆した。今年度はsUTRの長さがウイルス感染に及ぼす影響について解析した。sUTRの長さを長くしたsgRNAあるいは短くしたsgRNAをsgRNAを作成し、sgRNAを欠損した欠損したウイルスの変異体と共に植物体に導入すると、それらの接種区におけるウイルスのRNA増殖量は、通常のsgRNAとウイルス変異体を共導入した場合のウイルスRNA増殖量と比較して顕著に低くなった。次いで、ウイルス自体のsgRNAのsUTRの長さを調整する変異体を作成した。ウイルス自身の感染性には影響を与えないように、sUTRの差が差を長くあるいは短くした変異体をそれぞれ一種ずつ作成した。それらを植物体に接種し、接種区におけるウイルスRNA増殖量を定量したところ、やはりsUTRを長くした変異体、短くした変異体は野生型ウイルスよりもウイルスRNA増殖量は低くなった。以上より、sUTRの長さはウイルス増殖量を最大化させるように最適化されていることが示唆された。昨年の結果と合わせて考えると、sUTRの長さは下流のウイルス遺伝子の発現量を調節してバランスを取ることによってウイルス感染に最適化されていることが示唆された。
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