複数の上流ORFが奏でる臨機応変なショ糖感知機構の解明

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上流ORF (uORF)は真核生物の約半数のmRNAの5’非翻訳領域に存在する小さいORFである。uORFの数や配置によって，下流に位置する「主要ORF」の発現を様々に制御する。シロイヌナズナのS1-bZIPファミリータンパク質は細胞質のショ糖濃度を感知して，糖とアミノ酸代謝を調節する機能を持つ転写調節因子である。本研究は，S1-bZIPファミリーmRNAがもつ多面的なショ糖感知機構の解明，すなわち個々の遺伝子における臨機応変なショ糖応答性に着目した。具体的には，ショ糖感知能をもつSucrose-Sensing (SS)-uORFの使用頻度の着眼点から植物がもつ臨機応変なショ糖応答性を解明することを目的とした。①シス配列：S1-bZIPファミリーのmRNAに存在するSS-uORF以外のuORF等の，mRNA配列の差異(シス要因)に着目した解析を実施した。配列の差異の影響のみを重点的に観察できる実験系としてシロイヌナズナの液体培養細胞系を用いた。その結果，S1-bZIPファミリー内でのmRNA配列の差異は，ショ等応答性の差異に大きく寄与していることが示唆された。②トランス因子： トランス因子として，mRNAの翻訳動態を大きく変化させる，翻訳因子の寄与に着目した。昨年度に引き続き，植物体内での典型的翻訳因子のリン酸化を検出する実験系の最適化を実施した（植物の培養条件，薬剤処理，タンパク質解析法）。植物に与える栄養の偏りを中心に，典型的翻訳因子のリン酸化が起こる条件を特定することができた。以上の結果は，S1-bZIPファミリーmRNAでは，シス因子に加え，栄養条件等に応答した翻訳因子の状態変化により，臨機応変なショ糖応答性が決定されていることを支持するものと考えている。