Analysis of non-domain type RNA sequences in the mRNA untranslated region

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Biology of Non-domain Biopolymer
• Project/Area Number: 21H05277
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 稲田 利文 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40242812)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今高 寛晃 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (50201942)
• Project Period (FY): 2021-09-10 – 2026-03-31
• Keywords: 非定型翻訳開始機構 / dORF

Outline of Annual Research Achievements

正確な遺伝子発現は生命現象の根幹である。稲田は、翻訳の正確性を保証する品質管理機構RQC(Ribosome-associated Quality Control)の分子機構を解明し、タンパク質恒常性維持における機能を明確にした。真核生物の普遍的な修飾であるポリ(A)鎖が翻訳された場合の異常について解析し、異常翻訳の実体が衝突リボソームであることを遺伝学的・生化学的・構造学生的解析から明確にした。mRNAで３‘非翻訳領域mRNAの３‘非翻訳領域は、生物学的に重要な役割を果たしているにも関わらず、種間で広く保存された機能ドメインをほとんど持たない未開拓の領域である。代表者の稲田は、dORFの翻訳開始機構を解析し、翻訳開始因子eIF4Gが直接dORFを規定する配列に結合して翻訳を誘導することを見いだした。哺乳細胞の翻訳系の試験管内完全再構成を確立した分担者の今高と共同で翻訳開始機構を解析し、翻訳開始因子eIF4Gが直接dORFを規定する配列に結合して翻訳を誘導することを見いだした (NAR 2020:32941651) 。本計画研究ではdORFの翻訳に必須な非ドメイン型RNA配列の網羅的同定と機能解析を目的とし、領域の目的の達成に貢献する。当該年度には、細胞と試験管内翻訳反応を用いて、eIF4Gによる翻訳開始活性を担う非ドメイン型RNAの構造機能相関解析を進めた。ストレス条件下等のCap依存の翻訳が低下した条件での非定型翻訳を同定し、哺乳類翻訳開始完全再構成を用いて分子機構を解明した（稲田・今高）。領域内連携として中川が、dORFのタグ付加したマウスを作製した（中川・稲田）。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度には、細胞と試験管内翻訳反応を用いて、eIF4Gによる翻訳開始活性を担う非ドメイン型RNAの構造機能相関解析を進めた。ストレス条件下等のCap依存の翻訳が低下した条件での非定型翻訳を同定し、哺乳類翻訳開始完全再構成を用いて分子機構を解明した（稲田・今高）。領域内連携として中川が、dORFへタグを付加したマウスを作製した（中川・稲田）。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策は以下である。eIF4Gによる翻訳開始活性を担う非ドメイン型RNAの構造機能相関解析を進める。ストレス条件下等のCap依存の翻訳が低下した条件での非定型翻訳を同定し、哺乳類翻訳開始完全再構成で開始の詳細を解析する（稲田・今高）。中川が、dORFへタグを付加したマウスを用いて翻訳産物の同定を試みる（中川・稲田）。