Molecular mechanism governing plant plasticity through pre-mRNA 3'UTR regulation

通过前mRNA 3UTR调节控制植物可塑性的分子机制

• 批准号: 22K06279
• 负责人: 柘植 知彦
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06279/
• 关键词: mRNA代謝; 選択的ポリアデニル化; 3'UTR; Cleavage Factor I; COP9シグナロソーム

本課題では、光環境の変化に適応する植物をモデルに用い、CFI がmRNA前駆体の3'UTRを制御する分子機構を解明する。pre-mRNAの3'UTR切断部位を決定するプロセスで重要な役割を担うCFIタンパク質複合体の全構成因子を植物で同定し、研究基盤を整備する。pre-mRNAには複数のポリアデニル化部位が存在し、その選択により異なった構造をもつ成熟mRNAができる。選択的ポリアデニル化は、3'UTRの構造やmiRNA標的などによる安定性、転写産物の局在、翻訳産物の多様化に貢献する。特にCFIが3'UTRの選択的ポリアデニル化制御に不可欠と考えられる。本年度は、シロイヌナズナでCFI構成因子（AtCFI）を単離して、植物における機能を解析した。これまでの成果は、国内外の学会、論文などに発表した。以下その成果の一部を列記する。１）AtCFIは、AtCFI 25a、AtCFI 25b、AtCFI 59、AtCFI 68、により構成され、核において、AtCFI 25aとAtCFI 59、AtCFI 25aとAtCFI 68がそれぞれ共局在する。また、AtCFI 59とAtCFI 68も共局在することから、CFIを構成するサブユニット構成の組み合わせは多様と考えられた。２）免疫沈降とLC-MSを組み合わせた生化学的実験などから、AtCFIの構成因子が相互に確認でき、シロイヌナズナにおいてCFIがタンパク質複合体として存在することが判明した。３）AtCFI構成因子の機能欠損変異植物を同定し、その多重変異体を作製した。AtCFI 25aの機能欠損変異体は形態形成に異常を示した。またAtCFI 59とAtCFI 68の機能欠損変異体は、1遺伝子変異では異常を示さないが、２重欠損変異体で形態形成に異常を示したことから、AtCFI 59とAtCFI 68には重複した機能があると考えられた。

This topic で は の, light environment - the に optimum 応 す る plant を モ デ ル に い, CFI が mRNA 駆 body の before 3 'UTR を suppression す る molecular institutions を interpret す る. Pre - mRNA の 3 'UTR を decided to cut off parts す る プ ロ セ ス で cut を bear important な service う CFI タ ン パ ク qualitative complex の all constitute factor を plant で gearing up with し, research base plate を す る. The pre - mRNA に は plural の ポ リ ア デ ニ ル parts exist が し, そ の sentaku に よ り different な っ た tectonic を も つ mature mRNA が で き る. The sentaku ポ リ ア デ ニ ル は, 3 'UTR の tectonic や miRNA target な ど に よ る stability, product planning to write の bureau in, turn 訳 の others turn に contribution more す る. In special cases, にCFIが 3’utr should be selected from 択 for ポリアデニ and ポリアデニ to control に. Do not fail to と and test えられる. This year, を単, シロ, ヌナズナで, ヌナズナで, CFI constituent factors (AtCFI) を単, <s:1> て, plant における function を analysis た た. The achievements of れまで れまで, domestic and international <s:1> societies, and papers な に and に are all presented at た た. The following そ <s:1> results <s:1> one を is recorded as する. 1) AtCFI と, AtCFI 25a, AtCFI 25b, AtCFI 59, AtCFI 68, and によ によ constitute され, the nucleus にお て て, AtCFI 25aと, AtCFI 59, AtCFI 25aと, and AtCFI 68がそれぞれ are all located in する. ま た, 59 AtCFI と AtCFI 68 も bureau in す る こ と か ら, CFI を constitute す る サ ブ ユ ニ ッ ト form の group み close わ せ は others more と exam え ら れ た. 2) immune sink と LC - MS を group み close わ せ た biochemistry of be 験 な ど か ら, AtCFI の constitute factor が に confirm each other で き, シ ロ イ ヌ ナ ズ ナ に お い て CFI が タ ン パ ク qualitative complex と し て exist す る こ と が.at し た. 3) The constituent factors of AtCFI are <s:1> dysfunctional mutants of plants を homologous <s:1>, そ <s:1> multiple mutants を, and た. AtCFI 25a is a type of underperforming variant with に morphological formation and を indicating た. ま た AtCFI 59 と AtCFI の function owe loss - 68 variants は, 1 but 伝 - different で は abnormal を shown さ な い が, 2 owe loss - variant で morphogenetic に abnormal を shown し た こ と か ら, 59 AtCFI と AtCFI 68 に は repeat し た function が あ る と exam え ら れ た.

项目成果

Cleavage Factor I is essential for maintaining the diversity at the 3' ends of mRNA in plants.

切割因子 I 对于维持植物 mRNA 3 端的多样性至关重要。

• 发表时间: 2022
• 作者: Tanaka Takahiro;Koyama Daiki;Saraumi Mitsuru;Motose Hiroyasu;Takahashi Taku;Tomohiko TSUGE;Tomohiko TSUGE
• 通讯作者: Tomohiko TSUGE

シロイヌナズナPLDζ1とPLDζ2は根においてそれぞれトランスゴルジネットワークとゴルジ後の膜コンパートメントに局在する

拟南芥 PLD z1 和 PLD z2 分别定位于根部的跨高尔基体网络和后高尔基体膜室

• 发表时间: 2022
• 作者: 島村亮太*;大橋洋平;谷口（山本）幸美;加藤真理子;柘植知彦;青山卓史
• 通讯作者: 青山卓史

CNB-CSIC(スペイン)

CNB-CSIC(西班牙)

Is CSN involved in pre-mRNA processing? - CSN binding protein complex CF1 is essential for maintaining the diversity at the 3' ends of mRNA.

CSN 是否参与前 mRNA 加工？

• 发表时间: 2022
• 作者: Matsuo Hirotoshi;Fukushima Hiroko;Kurokawa Shinpei;Kawano Eri;Okamoto Takashi;Motose Hiroyasu;Takahashi Taku;Tomohiko TSUGE
• 通讯作者: Tomohiko TSUGE

mRNA 3'UTRの長さを制御するAtCFI 25の機能解析

AtCFI 25（控制 mRNA 3UTR 长度）的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 張暁娟;野元美佳;Marta Garcia-Leon;高橋直紀;加藤真理子;由良敬;梅田正明;Vicente Rubio;多田安臣;古本強;青山卓史;柘植知彦*
• 通讯作者: 柘植知彦*