In vitro recapitulation of the plant RNA silencing amplification pathway

植物 RNA 沉默扩增途径的体外重现

• 批准号: 20J11529
• 负责人: 櫻井 友理希
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J11529/
• 关键词: RNAサイレンシング; siRNA; RNA依存性RNAポリメラーゼ

植物では、脊椎動物にはない「RNAサイレンシング増幅機構」が発達している。この機構は、RNA 依存性 RNA 合成酵素 (RNA-dependent RNA polymerase: RDR)が一部の小分子RNAの標的を二本鎖 RNA に変換することで大量の二次的小分子 RNAを生成し、RNA サイレンシングを増幅する機構である。この機構は獲得免疫システムが未発達な植物にとって主要なウイルス防御機構となっている。しかしこれまでの研究は、植物個体を用いた遺伝学的な研究が中心であったため、詳細な分子機構は不明であった。そこで、試験管内二次的小分子 RNA 生成機構の再現系を開発し、この機構の詳細解明を試みた。昨年度までの研究から、植物体で作られる二次的小分子RNAの発現パターンを正確に再現できる試験管内系の開発及びRDRが相補鎖合成するための特徴を見出すことに成功した。これらの研究成果は、令和３年度にPNAS誌に発表するとともに、東京大学大学院新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻令和３年度ERA賞 (Excellent Research Award) を受賞した。今年度は機能詳細が不明な関連因子SGS3とSDE5の機能ドメイン解析を行なった。その結果、試験管内でのtasiRNA生成にはタンパク質全長は必要ではないことがわかり、SGS3とSDE5それぞれ必要最低限のアミノ酸領域の特定に成功した。また、SGS3は相分離形成するタンパク質であることが近年報告され、試験管内系でもその現象が再現できることを確認した。さらに、試験管内での相分離形成に関与するドメインを特定した。しかし、このドメイン欠損変異体はtasiRNA生成に影響がなかったことから、SGS3は相分離構造体を作るが、少なくとも試験管内環境では相分離形成がtasiRNA生成に重要ではないと推論した。

Plant で は, vertebrate に は な い "RNA サ イ レ ン シ ン グ rights institutions" が 発 da し て い る. The <s:1> inhibitor of RNA, RNA-dependent RNA polymerase: RDR) が a の small rnas の target RNA に を 2 lock - in す る こ と で large の two small rnas を generated し, RNA サ イ レ ン シ ン グ を rights of す る institutions で あ る. The <s:1> <s:1> institutions な acquire immunity システムが not reached な plant にとって main なウ <s:1> ス ス ス defense institutions となって る る. は し か し こ れ ま で の research, plant individual を い た but 伝 learn が な research center で あ っ た た め, detailed な molecular institutions は unknown で あ っ た. Youdaoplaceholder0 で で, the secondary small molecule RNA generation mechanism in the test tube <s:1> reproduction system を development そ, detailed explanation of the <s:1> mechanism <e:1> を test みた. Yesterday annual ま で の research か ら, plant で ら れ る two small rnas の 発 now パ タ ー ン を right に reappearance で き る test tube is の 発 and open び RDR が phase fill lock synthesis す る た め の, 徴 を shows す こ と に successful し た. Youdaoplaceholder6 れら <s:1> Research achievements <e:1>, にPNAS journal に publication list of the 3rd year of the Reiwa するとと に に, メディカ メディカ information Life Science Research department of the Graduate School of New Field Creation Science, University of Tokyo を received the 3rd year of the Reiwa ERA Award (Excellent Research Award) た. The detailed function of this year 's が unknown な related factors SGS3とSDE5 <s:1> function ドメ <s:1> analysis を lines なった. そ の results, test tube で の tasiRNA generated に は タ ン パ ク qualitative span は necessary で は な い こ と が わ か り, SGS3 と SDE5 そ れ ぞ れ necessary minimum standard の ア ミ ノ の acid field specific に successful し た. ま た, SGS3 は separated form す る タ ン パ ク qualitative で あ る こ と が recent report さ れ, test tube で も そ が の phenomenon reappearing で き る こ と を confirm し た. The さらに in the test tube separates the で <s:1> phase to form a に correlation with the するドメ <s:1> た を を を specific た. し か し, こ の ド メ イ ン owe loss - variant は tasiRNA generated に influence が な か っ た こ と か ら, SGS3 は separate constructs を as る が, less な く と も environment test tube で は separated form が tasiRNA generated important で に は な い と inference し た.

项目成果

Cell-free reconstitution reveals the molecular mechanisms for the initiation of secondary siRNA biogenesis in plants.

• DOI: 10.1073/pnas.2102889118
• 发表时间: 2021-08-03
• 期刊: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
• 影响因子: 11.1
• 作者: Sakurai Y;Baeg K;Lam AYW;Shoji K;Tomari Y;Iwakawa HO
• 通讯作者: Iwakawa HO

植物における二次的小分子RNA生成経路の試験管内再現

植物次级小RNA生产途径的体外繁殖

• 发表时间: 2021
• 作者: ○櫻井 友理希;Baeg Kyungmin;Andy Y.W. Lam ;庄司佳祐;吉川 学;泊 幸秀;岩川 弘宙
• 通讯作者: 岩川 弘宙

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