プラスチドmRNAの翻訳機構に関する研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09304074
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉浦 昌弘 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (80027044)
• 研究分担者: 廣瀬 哲郎 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助手 (30273220) ; 杉田 護 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (70154474)
• キーワード: タバコ / プラスチド / 翻訳 / RNAエディティング / 開始コドン / in vitro / mRNA / シストロン

研究概要

本研究はタバコのプラスチドより調製したin vitro翻訳系を用いて、プラスチド翻訳の分子機構を解明することを目的とする。
(1)開始コドンの決定
タバコのプラスチドのndh DmRNAは、AUGとGUGの2ヶの開始コドンが存在する。その下流ACGがRNAエディティングにAUGになり、更に1ヶの開始コドンがRNAレベルで生成する。各種変異mRNAの翻訳をin vitro系で調べるとRNAエディティングの結果生じたAUGのみが実際に開始コドンとして働くことを明らかにした。
(2)開始コドンAUGとGUGの効率
psbCmRNAはGUGを持つが、in vitro系でこのGUGが開始コドンとして働くことを明らかにした。ついで、このGUGをAUGに変えたmRNAは、翻訳効率が10倍くらい上昇することを示したので、プラスチドに於いてもGUGに比べAUGが開始コドンとして効率が著しく良いことを明らかにした。
(3)ジ・シストロニックmRNAの翻訳
psaCとndhDはジ・シストロニックmRNAである。これがそのままでは、翻訳されず、シストロン間で切断されることにより始めて翻訳されることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] M.Sugiura: "Plant in vitro transcription systems." Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Biol.48. 383-398 (1997)
• [文献書誌] S.Kappor, J.Y.Suzuki and M.Sugiura: "Identification and functional significance of a new class of non-consensus-type plastid promoters." Plant J.11. 327-337 (1997)
• [文献書誌] K.Moriguchi, M.Sugita and M.Sugiura: "Structure and subcellular localization of a small RNA-binding protein from tobacco." Plant J.12. 215-221 (1997)
• [文献書誌] T.Wakasugi, M.Kapoor, M.Sugita, K.Yoshinaga and M.Sugiura: "Complete sequencing of the chloroplast genome of the green alga Chlorella vulgaris reveals the existence of genes possibly involved in chloroplast division." Proc.Natl. Acad.Sci.USA. 94. 5967-5972 (1997)
• [文献書誌] Y.Yukawa, M.Sugita and M.Sugiura: "Efficient in vitro transcription of plant nuclear tRNA^<Ser> genes in a nuclear extract from tobacco cultured cells." Plant J.12. 965-970 (1997)
• [文献書誌] T.Hirose and M.Sugiura: "Both RNA editing and RNA cleavage are required for translation of tobacco chloroplast ndhD mRNA : a possible regulatory mechanism for expression of a chloroplast operon consisting of functionally unrelated genes." EMBO J.16. 6804-6811 (1997)
• [文献書誌] S.Kapoor and M.Sugiura: "Expression and regulation of plastid genes. In “Photosynthesis : A Comprehensive Treatise"" Cambridge Univ.Press,U.K., 72-86 (1998)