リボソームRNA複合体による無機栄養感知機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26450075
• 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: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 真幸 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (80546292)
• 研究協力者: 白水 美香子 理化学研究所, タンパク質機能・構造研究チーム, チームリーダー (70280732) ; 横山 武司 理化学研究所, タンパク質機能・構造研究チーム, 研究員
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: シロイヌナズナ / ホウ素 / リボソーム / 輸送体 / uORF / 上流ORF / mRNA分解 / 転写後制御

研究成果の概要

本研究では、シロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5;1のリボソーム mRNA複合体を介したホウ素濃度感知機構を明らかにすることを目的とした。まず、ホウ素に応答したリボソーム停滞やそれに伴うmRNA分解を制御する因子を同定するため、変異株のスクリーニングを行い、４つの変異株を取得した。さらに次世代シークエンサーとdCapsマーカーによる解析からこれらの変異株の原因遺伝子を特定した。また、NIP5;1で停滞しているリボソーム mRNA複合体の構造を低温電子顕微鏡を用いて取得することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] The Minimum Open Reading Frame, AUG-Stop, Induces Boron-Dependent Ribosome Stalling and mRNA Degradation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., Sotta, N., Yamazumi, Y., Yamashita, Y., Miwa, K., Murota, K., Chiba, Y., Hirai, MY., Akiyama, T., Onouchi, H., Naito, S. and Fujiwara, T
  • 雑誌名: The Plant Cell 巻: 28 号: 11 ページ: 2830-2849
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00481
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] OsNIP3;1, a rice boric acid channel, regulates boron distribution and is essential for growth under boron-deficient conditions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hanaoka, H., Uraguchi, S., Takano, J., Tanaka, M. and Fujiwara, T.
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 78 号: 5 ページ: 890-902
  • DOI: 10.1111/tpj.12511
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of BOR1-like gene expression in two genotypes with different boron efficiencies in commercial crop plants in Thailand (2014)
  • 著者名/発表者名: Leaungthitikanchana, S., Tanaka, M., Lordkaew, S., Jamjod, S., Rerkasem, B. and Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 60 号: 3 ページ: 333-340
  • DOI: 10.1080/00380768.2014.881707
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A possible involvement of AUGUAA in the 5’-UTR of NIP5;1 in transcriptional regulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Mayuki Tanaka, Naoyuki Sotta, Yukako Chiba, Hitoshi Onouchi, Satoshi Naito, Toru Fujiwara
  • 学会等名: 第58回植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学 （鹿児島県 鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 最小上流ORF「AUGUAA」を介したリボソームの停止による栄養感知機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 真幸、反田 直之、三輪 京子、千葉 由佳子、尾之内 均、内藤 哲、藤原 徹
  • 学会等名: 植物RNA研究ネットワークシンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学 （北海道 札幌市）
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] シロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5;1のホウ素に応答したmRNA蓄積のmRNA分解と転写の制御機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 真幸、反田直之、千葉由佳子、尾之内 均、内藤 哲、藤原 徹
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2016年度佐賀大会
  • 発表場所: 佐賀大学 （佐賀県 佐賀市）
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] mRNA degradation and transcriptional regulation contribute to B-dependent regulation of NIP5;1 mRNA accumulation in Arabidopsis thaliana (2016)
  • 著者名/発表者名: Mayuki Tanaka, Naoyuki Sotta, Yukako Chiba, Hitoshi Onouchi, Satoshi Naito, Toru Fujiwara
  • 学会等名: RNA 2016
  • 発表場所: 国立京都国際会館 （京都府 京都市）
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] ホウ素輸送体NIP5;1における最小uORFを介したホウ素依存的なリボソーム停滞と共役したmRNA分解機構に必須な配列の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 真幸、反田 直之、三輪 京子、千葉 由佳子、尾之内 均、内藤 哲、藤原 徹
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5;1のホウ素に応答したmRNA蓄積の制御機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 真幸、反田直之、千葉由佳子、尾之内 均、内藤 哲、藤原 徹
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2015年度京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] シロイヌナズナホウ素輸送体、NIP5;1のホウ素に応答したmRNA分解と転写速度の協調的な制御機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、反田直之、千葉由佳子、尾之内均、内藤 哲、藤原 徹
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌 (北海道札幌市）
  • 年月日: 2015-07-14
• [学会発表] シロイヌナズナにおける最少uORFを介したホウ素依存的なリボソーム停滞によるmRNA分解・翻訳効率の制御機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、反田直之、三輪京子、山下由衣、千葉由佳子、尾之内均、内藤哲、藤原徹
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] ホウ素によるリボソーム停止機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸
  • 学会等名: 植物環境突破力・第5回若手の会
  • 発表場所: レイクフォレストリゾート(京都）
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] 最小uORFでのホウ素遺伝的なリボソーム停滞を介した遺伝的発現制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中真幸、反田直之、三輪京子、千葉由佳子、尾之内均、内藤哲、藤原徹
  • 学会等名: 第16回日本ＲＮＡ学会年会
  • 発表場所: ウインクあいち（名古屋市）
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科 プレスリリース
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2016/20161020.html
• [備考] 東京大学 農学生命科学研究科 応用生命化学専攻 植物栄養・肥料学研究室 プレスリリース
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/syokuei/houdou.html