植物の温度ストレス応答におけるＲＮＡ分解酵素ＤＣＰ凝集の意義とその役割の解明

阐明RNA降解酶DCP聚集在植物温度胁迫反应中的意义和作用

• 批准号: 14J08936
• 负责人: 元村 一基
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagoya University (2015)The University of Tokyo (2014)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08936/
• 关键词: 植物; 環境応答; 高温; RNA分解; デキャッピング; 細胞質顆粒; 植物の高温ストレス; mRNA分解; RNA顆粒; 細胞生物学

本研究では、環境ストレス応答においてmRNAが分解を伴った量的・質的変動を起こすことに着目し、この現象の一端を担うと考えられる、mRNA分解酵素DCP1とDCP2について研究を行った。本年度はまず高温処理前後におけるDCP1SA植物トランスクリプトーム実験の解析からはじめた。解析により、DCP1SAでは通常温度時にはほとんど通常植物と同様のRNAの蓄積を示していること、一方で高温処理によって短時間でmRNAの蓄積量が変化していることが分かってきた。これらの変動したmRNAには、DCP1とDCP2が直接分解を行う標的mRNAと、直接の標的ではなく、二次的な影響により変動したものが含まれているのではないかと考えられた。そこでDCP1SAで安定化を示したmRNAのうちの数種類について、転写阻害剤を加えた植物に高温処理をしてタイムコースを取り、その変動率からこれらのmRNAの半減期を算出した。本解析の結果、DCP1SA植物で安定化を示したmRNAのうち、一部のmRNAは高温時に分解されていることが示唆された。また、一部のmRNAは分解とは独立して、転写に依存したmRNA量の変動が引き金となってDCP1SAで量的変動が起きていることが示唆された。本研究手法により、様々な細胞応答の総和であるmRNA量の変動から、DCP1とDCP2に依存したmRNA分解の直接的な標的候補だけ同定することに成功した。本研究成果から、植物が高温応答時にリン酸化を通じてDCP2の局在を変化させることで、細胞内RNA分布を変化させることが示唆された。更に、このリン酸化依存的に選択的なmRNA分解が引き起こされていることが示唆され、高温応答におけるmRNA分解機構とその意義の一端を明らかにすることができた。

In this study, we investigated the effects of environmental factors on mRNA degradation and its quantitative and qualitative changes. This year, DCP1SA plants were analyzed before and after high temperature treatment. Analysis, DCP1SA, normal temperature, normal plant, RNA accumulation, high temperature treatment, short time, mRNA accumulation DCP1 and DCP2 are directly decomposed into target mRNA, and the target mRNA is directly and indirectly influenced. The number of stable mRNA species in DCP1SA was calculated by adding inhibitors to plants, and the half-life of stable mRNA was calculated by changing the activity rate. The results of this analysis showed that DCP1SA plants were stable and some mRNA was decomposed at high temperature. A part of mRNA decomposition is independent and dependent on mRNA quantity. The method of this study was successful in determining the mRNA levels of DCP1 and DCP2 dependent mRNA pathways. The results of this study show that the distribution of intracellular RNA in plants changes during high temperature response. In addition, the mRNA decomposition mechanism of the acid-dependent gene is also known as mRNA decomposition mechanism.

项目成果

初期発生におけるmRNA分解タンパク質の 局在・変異体のイメージング解析

早期发育过程中 mRNA 降解蛋白的定位和突变的成像分析

• 发表时间: 2016
• 作者: 元村 一基;濱田隆宏;渡邊雄一郎;東山哲也
• 通讯作者: 東山哲也

シロイヌナズナtudorタンパク質によるsiRNA制御メカニズムの解析

拟南芥tudor蛋白siRNA调控机制分析

• 发表时间: 2015
• 作者: 塚田道雄;都筑正行;元村 一基;深尾陽一朗;田村謙太郎;西村いくこ;渡邊雄一郎;濱田隆宏
• 通讯作者: 濱田隆宏