| Project/Area Number |
23K04988
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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 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
横川 隆志 岐阜大学, 工学部, 教授 (90242304)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 環状RNA / RNA ligase / tRNA / Methanosarcina / アーキア / メタン菌 / タンパク質合成系 |
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| Outline of Research at the Start |
私は偶然、メタン菌の細胞内に環状のtRNAが存在することを見つけた。環状tRNAはアミノ酸を運搬できないため、直観的にはメタン菌の生存に悪影響をおよぼすととしか考えられない。本研究ではメタン菌にとってtRNAが環状化する意義について調べる。tRNAが環状のままだと細胞は生存できないと思われるので、tRNAを環状化する酵素だけでなく、tRNAの環状化を解消する酵素も存在すると予測した。これらの酵素を同定し、それぞれの酵素活性がメタン菌の細胞内でどのように制御されているかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究遂行者は、メタン菌Methanosarcina acetivoransの細胞内から偶然見出された環状tRNAを生成する酵素がアーキア特異的RNA ligase (RLig)であると推定している。実際、大腸菌で産生させたリコンビナントRLigが、少なくともin vitroでtRNAを環状化できることを明らかにした。昨年度はHomologs of Aquifex RNase P (HARP)が、in vitroで環状tRNAを切断できることを見出した。そこで、今年度は、M. acetivoransのHARP (MaHARP)の遺伝子破壊に挑み、意外にもMaHARP破壊株を作出することができた。環状tRNAはタンパク質合成には阻害的に働くことが推定されるので、当初はMaHARP破壊株を作出することができないと考えていたが、破壊が可能であったことから、環状tRNAの解消をHARPだけが触媒するわけではない可能性が考えられる。環状tRNAを解消できる酵素として、触媒RNAと５種のタンパク質の複合体からなるRNase P (RNP RNase P)が考えられるが、大腸菌で産生させるには複合体が複雑すぎる。そこで、M. acetivorans細胞抽出液からRNP RNase Pを単離して、環状tRNAを切断するか調べようとしたが、RNAとタンパク質が解離しやすいためか、RNP RNase Pの活性を濃縮することができず、RNP RNase Pが環状tRNAを切断するか、明確な結果は得られなかった。RNP RNase Pの調製方法を再検討して、RNP RNase Pが環状tRNAを解消できるか、明確にしたいと考えている。一方、RLigの遺伝子破壊株を取得して、tRNAの環状化が見られなくなるか調べる実験は、本研究においては肝心な部分であるので、引き続き行う。
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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
意外にもMaHARPの遺伝子破壊株を作出できたので、環状tRNAの解消について考察を深めることができた。この部分の進捗状況は計画以上に進展していると言えるが、RLigの遺伝子破壊株については取得できていないので、全体としては、おおむね順調に進展しているという評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究が進展するためには、tRNAを環状化させる可能性の高いRLig遺伝子の破壊によりtRNAが環状化しないことを示す必要があるので、引き続き遺伝子破壊株の取得を試みる。また環状tRNAを解消できるMaHARPの遺伝子破壊株を作出できたので、野性株と成育に違いがあるか比較したい。またRNA RNase Pが環状tRNAの解消を行える可能性については、RNP RNase Pの調製方法を再検討して、再調査する必要がある。
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