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

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。

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。