卵成熟における翻訳制御機構：RNA結合タンパク質の特異性と相転移からのアプローチ

卵母细胞成熟过程中的翻译控制机制：RNA结合蛋白特异性和相变的方法

• 批准号: 20J12839
• 负责人: 武井 夏海
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 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-20J12839/
• 关键词: 翻訳; RNA結合タンパク質; RNA顆粒; 卵母細胞; 卵成熟

本研究は卵成熟における翻訳時期の制御機構の解明を目指すものである。これまでの研究から、卵成熟前半で翻訳されるcyclin B1 mRNAと後半で翻訳されるEmi2 mRNAは、それぞれRNA顆粒の形成と消失を介して翻訳が制御される一方、RNA顆粒を構成するタンパク質の種類が異なることが示唆された。本年度は、Emi2 mRNAに特異的に結合し、翻訳制御に関わるタンパク質の同定と機能解析を行った。まず、卵巣の抽出液と合成したRNAを用いて、Emi2 mRNAに特異的に結合するタンパク質の候補を得た。得られた候補タンパク質の内、翻訳制御に関わることが知られるTudor domain containing protein 3 (Tdrd3)に着目した。ＵＶクロスリンクによって、Tdrd3がEmi2 mRNAと強く相互作用すること、さらに超解像顕微鏡を用いた観察によって、Tdrd3はEmi2 RNA顆粒と共局在する一方、cyclin B1 RNA顆粒とはほとんど重ならないことを示した。これらの結果はTdrd3がEmi2 mRNAに特異的に結合することを示唆する。またTdrd3をノックダウンした卵母細胞を用いた実験では、減数分裂前半で翻訳されるmRNAの翻訳にはほとんど影響が見られなかったのに対し、減数分裂後半ではEmi2の発現が抑制されたことから、Tdrd3がEmi2 mRNAの翻訳制御に関わることが示された。本研究により、Emi2 mRNAに特異的に結合するタンパク質としてTdrd3が初めて同定され、Emi2 mRNAの翻訳を制御する重要であることが明らかとなった。翻訳制御は根本的な生命現象であることから、本研究で示した「RNA顆粒を構成するタンパク質の種類によって翻訳時期が制御される」というモデルは、他の細胞で見られる翻訳制御機構を解明するための礎になることが期待される。

This study is aimed at clarifying the regulatory mechanisms of egg maturation. This study shows that cyclin B1 mRNA is inverted in the first half of egg maturation and that Emi 2 mRNA is inverted in the second half of egg maturation, and that RNA particles are formed and disappeared, and that RNA particles are composed of different types of proteins. This year, Emi 2 mRNA was analyzed for specific binding, control and function. RNA synthesis from DNA, RNA extracts and Emi2 mRNA specific binding to DNA candidates Tudor domain containing protein 3 (Tdrd 3) Tdrd3 and Emi 2 RNA particles interact strongly with each other, and Tdrd3 and Emi 2 RNA particles interact strongly with each other. The result is that Tdrd3 binds specifically to Emi 2 mRNA. Tdrd3 gene expression in oocytes is inhibited by Tdrd3 gene expression in the first half of meiosis and by Tdrd3 gene expression in the second half of meiosis. In this study, Emi 2 mRNA specific binding is important for Tdrd3 to regulate and control Emi 2 mRNA translation. This study shows that RNA particles are composed of different kinds of substances and controlled by different periods of time.

项目成果

マウス卵母細胞におけるRNA顆粒を介したEmi2 mRNAの翻訳制御: RNA結合タンパク質の種類の違いによる翻訳時期の調節

通过小鼠卵母细胞中 RNA 颗粒调节 Emi2 mRNA 翻译：不同类型 RNA 结合蛋白调节翻译时间

• 发表时间: 2020
• 作者: 大長一帆;齋藤継之;藤澤秀次;磯貝 明;小林加代子;武井夏海
• 通讯作者: 武井夏海

Changes in subcellular structures and states of pumilio 1 regulate the translation of target Mad2 and cyclin B1 mRNAs

pumilio 1 亚细胞结构和状态的变化调节靶标 Mad2 和细胞周期蛋白 B1 mRNA 的翻译

• DOI: 10.1242/jcs.249128
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Cell Science
• 影响因子: 4
• 作者: Natsumi Takei;Yuki Takada;Shohei Kawamura;Keisuke Sato;Atsushi Saitoh;Jenny Bormann;Wai Shan Yuen;John Carroll;Tomoya Kotani
• 通讯作者: Tomoya Kotani