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

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。

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。