小分子RNA依存的リボソーム停滞機構の統合的理解

岩川 弘宙

東京大学・定量生命科学研究所　講師

研究室HP

近年、20­–30塩基程度の小分子RNAがこれまでタンパク質をコードしていないと考えられていた非コードmRNA上でリボソームの進行を止めることが分かってきました。最近私達は、植物の二本鎖RNA結合タンパク質SGS3が小分子RNA依存的リボソーム停滞に必要であること、そしてリボソーム停滞には潜在的に小分子RNAの生産を促進する機能があることを明らかにしました（Cell Rep. 2021）。しかしながらSGS3と小分子RNAがリボソームを停滞させる「しくみ」と、リボソーム停滞の生理学的な役割は不明でした。本計画では、植物科学、生化学、生命情報科学、そして構造生物学を駆使することにより、小分子RNA依存的なリボソーム停滞機構を統合的に理解したいと思います。この研究を通して、非コードRNAにコードされたペプチドが、リボソーム内に留まることで、小分子RNAの生産を調節するという、タンパク質の新しいファセットに光を当てます（図１）。

  1. Sakurai Y, Baeg K, Lam AYW, Shoji K, *Tomari Y, *Iwakawa HO. Cell-free reconstitution reveals the molecular mechanisms for the initiation of secondary siRNA biogenesis in plants. Proc Natl Acad Sci U S A. 118(31), e2102889118 (2021)
  2. *Iwakawa HO, Lam AYW, Mine A, Fujita T, Kiyokawa K, Yoshikawa M, Takeda A, Iwasaki S, Tomari Y. Ribosome stalling caused by the Argonaute-microRNA-SGS3 complex regulates the production of secondary siRNAs in plants. Cell Reports 35(13), 109300 (2021)
  3. #Wu H, #Li B, Iwakawa HO, Pan Y, Tang X, Ling-hu Q, Liu Y, Sheng S, Feng L, Zhang H, Zhang X, Tang Z, Xia X, Zhai J, * Guo H. Plant 22-nt siRNAs mediate translational repression and stress adaptation. Nature 581, 89–93 (2020)
  4. *Iwakawa HO, *Tomari Y. Silencing messages in a unique way. Nature Plants. Vol. 3(10), 769-770 (2017)
  5. Baeg K, *Iwakawa HO, *Tomari Y. The poly(A) tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into substrates for gene silencing. Nature Plants Vol. 3, Article number: 17036 (2017)
  6. Iwakawa HO, *Tomari Y. The Functions of MicroRNAs: mRNA Decay and Translational Repression. Trends in Cell Biology Vol. 25 (11), 651-665 (2015)
  7. #Fukaya T, #Iwakawa HO, *Tomari Y. MicroRNAs block assembly of eIF4F translation initiation complex in Drosophila. Mol Cell Vol. 56, 67-78 (2014)
  8. Iwakawa HO, *Tomari Y. Molecular insights into microRNA-mediated translational repression in plants. Mol Cell Vol. 52(4), 591-601 (2013)
  9. Endo Y, *Iwakawa HO, *Tomari Y. Arabidopsis ARGONAUTE7 selects miR390 through multiple checkpoints during RISC assembly. EMBO Reports Vol. 14(7), 652-658 (2013)
  10. Iwakawa HO, Tajima Y, Taniguchi T, Kaido M, Mise K, Tomari Y, Taniguchi H, *Okuno T. Poly(A)-binding protein facilitates translation of an uncapped /nonpolyadenylated viral RNA by binding to the 3′ untranslated region. Journal of Virology Vol. 86(15), 7836-7849 (2012)
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