Research Abstract
シロイヌナズナ（Arabidopsis）のIRE1が触媒する、bZIP60 mRNAの特殊なスプライシングにより、活性型転写因子が生じる
Arabidopsis IRE1 catalyses unconventional splicing of bZIP60 mRNA to produce the active transcription factor
2011年7月1日 Scientific Reports 1 : 29 doi: 10.1038/srep00029
IRE1は、酵母と哺乳動物における小胞体（ER）ストレス応答で不可欠な役割を果たしている。我々は、シロイヌナズナ（Arabidopsis）のIRE1AおよびIRE1B（ire1a/ire1b）の二重変異体が、ERストレス誘導剤ツニカマイシン（tunicamycin）に対して野生型より感受性が高いことを見いだした。トランスクリプトーム解析により、ire1a/ire1bにおいて誘導が抑制された遺伝子の多くは、bzip60変異体における誘導が抑制されていた遺伝子と重複していることが明らかになった。また、野生型で検出された活性型bZIP60タンパク質が、ire1a/ire1bでは見られないことを認めた。さらに、bZIP60 mRNAが、ERストレスによって23個のリボヌクレオチドが除去されるスプライシングを受け、膜貫通領域（TMD）を含むbZIP60のC末端領域がTMDを含まない短い領域に置き換わるフレームシフトが起こることを明らかにした。このスプライシングは、ire1aおよびire1bの一重変異体では検出されたが、ire1a/ire1bの二重変異体では検出されなかった。以上より、IRE1AおよびIRE1Bが、bZIP60 mRNAの特殊なスプライシングを触媒し、その結果、活性型転写因子が生じると考えられる。
- 大阪府立大学大学院 生命環境科学研究科
- 横浜市立大学 木原生物学研究所 植物応用ゲノム科学部門
- ペンシルベニア州立大学（米国）
- アッブドーラ国王科学技術大学（サウジアラビア）
IRE1 plays an essential role in the endoplasmic reticulum (ER) stress response in yeast and mammals. We found that a double mutant of Arabidopsis IRE1A and IRE1B (ire1a/ire1b) is more sensitive to the ER stress inducer tunicamycin than the wild-type. Transcriptome analysis revealed that genes whose induction was reduced in ire1a/ire1b largely overlapped those in the bzip60 mutant. We observed that the active form of bZIP60 protein detected in the wild-type was missing in ire1a/ire1b.We further demonstrated that bZIP60 mRNA is spliced by ER stress, removing 23 ribonucleotides and therefore causing a frameshift that replaces the C-terminal region of bZIP60 including the transmembrane domain (TMD) with a shorter region without a TMD. This splicing was detected in ire1a and ire1b single mutants, but not in the ire1a/ire1b double mutant. We conclude that IRE1A and IRE1B catalyse unconventional splicing of bZIP60 mRNA to produce the active transcription factor.
