| Project/Area Number |
22K06075
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43010:Molecular biology-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
相馬 亜希子 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 講師 (70350329)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | オルガネラ / 遺伝暗号 / tRNA / ゲノム解析 / 単細胞藻類 / イントロン / タンパク質合成 |
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| Outline of Research at the Start |
tRNAは翻訳反応に必須の分子であるが、既存のソフトウェアによるゲノム解析からは全コドンの認識に必要な一揃いのtRNAレパートリーが同定できない生物種も多い。イデユコゴメ類もそのような生物種の例であり、未知の遺伝子構造やコドン認識機構の存在が予想される。本研究では真核生物の核ゲノムに挿入されたオルガネラゲノムの断片(NUPT/NUMT)にコードされるtRNA遺伝子、すなわちNUPT/NUMT-tRNA遺伝子の発現と機能性を解析し、イデユコゴメにおけるtRNA遺伝子の不足を補完しうるかどうかを明らかにする。本研究はtRNA遺伝子セットの予測に有用な知見を与えると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
tRNAは翻訳反応に必須の分子であるが、既存のソフトウェアによるゲノム解析だけでは全コドンの認識に必要な一揃いのtRNAレパートリーが同定できない生物種も多い。「tRNA遺伝子の不足がどのように補完されているか」という問いに対して、極限環境に生息する単細胞紅藻類イデユコゴメ綱の核ゲノムに散在するオルガネラゲノム断片 (Nuclear Plastid DNA, NUPT; Nuclear Mitochondrial DNA, NUMT）にコードされたtRNA(NUPT/NUMT-tRNA)が翻訳反応に関与する可能性を検討することを目的として分子生物学・生化学的な手法を用いて研究を行った。
前年度までにゲノムの再解析を行い、既出文献における遺伝子のアサインに見直しが必要であることを明らかにした。また、新規のtRNA遺伝子候補を複数個、同定し、それらのほとんどが発現していることを実験的に証明した。DNA配列からは明確なプロモーター配列が検出できない遺伝子も多く、イデユコゴメ類の転写機構が既知の生物種とは異なる可能性が高いことがあらためて示唆された。当該年度は引き続き発現解析を行い、本研究課題で同定した候補遺伝子のすべての発現を確認した。また、アンチコドン修飾の解析を行い、細胞内で予想された修飾を受けることを明らかにし、その責任遺伝子候補を同定した。現在、組換えタンパク質の調製を進め、in vitro反応系を用いた酵素活性の解析の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに同定した遺伝子群の発現をほぼすべて確認できた。現在、論文作成の準備を進めている。また、特定のアンチコドン修飾およびその修飾酵素遺伝子候補を同定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の遂行により同定された新規tRNAの発現には特異なプロセシング酵素が関与している可能性が高い。イデユコゴメ類に属する生物群のプロセシング酵素群のアミノ酸配列および予測プログラムによる高次構造の比較を行い、前駆体tRNAの特性との相関性を明らかにする。また、アンチコドン修飾とその酵素遺伝子を同定し、in vitro反応系の構築を試みる。以上の内容について論文の作成を進める。
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