mRNAキャッピングシステムの機能

• Project/Area Number: 09278224
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 水本 清久 北里大学, 薬学部, 教授 (80092344)
• Project Period (FY): 1997
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1997)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 1997: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
• Keywords: mRNAキャップ構造 / RNAポリメラーゼII / 転写開始複合体 / キャッピング酵素動態 / in vitro転写反応 / mRNAキャッピング

Research Abstract

真核細胞mRNAキャップ構造は、RNAポリメラーゼII(polII)による転写の極めて初期に形成され,その後のmRNA代謝において重要なシグナルとして機能する.我々は,種々の生物のmRNAキャッピングの反応機構について、酵素化学的ならびに分子遺伝学的な手法を用いて解析している.これまでに我々は,酵母S.cerevisiaeのキャッピング酵素αサブユニット(RNAグアニル酸転移酵素)遺伝子(CEG1)のクローニングを行い,その活性部位を同定した(J.Biochem.118,1033,1995).今年度は,同酵素のβサブユニット(RNA5'-トリホスファターゼ)遺伝子(CET1)の単離を行い,それが酵母の生育に必須の遺伝子であり,活性中心が分子のC-末端側半分(345アミノ酸残基)にあることを示した(BBRC239,115,1997).また,α-βサブユニット相互作用の部位がC-末端側領域にあることを示した.さらに,ヒトキャッピング酵素遺伝子(hCAP1)のクローニングにも成功し,同酵素が,酵母のサブユニット酵素と異なり,1本のポリペプチド鎖中に,RNA5'-トリホスファターゼドメイン(N末端側)とRNAグアニル酸転移酵素ドメイン(C末端側)を併せもつ多機能酵素であることを証明した(BBRC,in press).
キャップ形成がpolII転写産物に特異的に起こる機構を明らかにすることを目的に,転写開始複合体を活性状態で分離し(Nucleic Acids Res.25,4079,1997),キャップ構造形成関連酵素の有無を解析した.その結果,polII転写開始複合体にはキャッピングに関与する一連の酵素系,すなわち,RNAグアニル酸転移酵素,RNA5'-トリホスファターゼ,RNA(グアニン-7)メチル基転移酵素,およびRNA(リボース2'-O-)メチル基転移酵素が特異的に組み込まれ,機能していることを明らかにした.

Research Products

• [Publications] T.Tsukamoto et al.: "Cloning and characterization of two human cDNAs encoding the mRNA capping enzyme." Biochem.Biophys.Res.Comm.(印刷中). (1998)
• [Publications] A.Kurotani et al.: "The paramyxovirus,Sendai virus,C proteins are categorically nonessential gene products but silencing their expression critically impairs viral replication and pathogenicity." Genes to Cells. (印刷中). (1998)
• [Publications] T.Tsukamoto et al.: "Isolation and characterization of the yeast mRNA capping enzyme β subunit gene encoding RNA5'-triphosphatase,which is essential for cell biability." Biochem.Biophys.Res.Comm.239. 116-122 (1997)
• [Publications] H.Serizawa et al.: "The RNA polymerase II preinitiation complex formed in the presence of ATP." Nucleic Acids Res.25. 4079-4084 (1997)
• [Publications] M.Murakami et al.: "High level expression of exogenous genes by replication-competent retrovirus vectors with an internal ribosomal entry site." Gene. 202. 23-29 (1997)