Biogenesis of regulatory sRNAs and the role of Hfq

• Project/Area Number: 25291005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Suzuka University of Medical Science
• Principal Investigator: AIBA Hiroji 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (20025662)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2016: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2015: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2014: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2013: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 小分子RNA / Hfq / Rho 非依存性ターミネーター / sRNA / バイオジェネシス / ターミネーターヘアピン / サイレンシング / 転写後制御 / 大腸菌 / 転写ターミネーター / ポリU配列 / サイレシング

Outline of Final Research Achievements

Molecular events at Rho-independent terminators of sRNA genes have been studied, focusing on SgrS and RyhB. The 3’-extended form of SgrS loses the Hfq-binding ability. Transcription termination is significantly enhanced under stress conditions where transcription of sRNAs is induced in intact cells. We conclude that the production of sRNAs is regulated not only at the step of transcription initiation but also at the step of transcription termination.
The roles of terminator hairpin in biogenesis of sRNAs have been studied. The extension of the hairpin stem leads to generation of heterogeneous transcripts in which the polyU tail is shortened. The transcripts with shortened polyU tails no longer bind to Hfq and lose the ability to repress the target mRNAs. The generation of shortened transcripts is caused by premature transcription termination. We conclude that the terminator structure of sRNA genes is optimized to generate functional sRNAs.

Research Products

• [Journal Article] Inhibition of Phagocytic Killing of Escherichia coli in Drosophila Hemocytes by RNA Chaperone Hfq. (2016)
  • Author(s): Shiratsuchi, A., Nitta, M., Kuroda, A., Komiyama, C., Gawasawa, M., Shimamoto, N., Tuan, T. Q., Morita, T., Aiba, H.,and Nakanishi, Y.
  • Journal Title: J. Immunol. Volume: 197 Issue: 4 Pages: 1298-1307
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1501953
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Insights into transcription termination of Hfq-binding sRNAs of Escherichia coli and characterization of read through products (2015)
  • Author(s): Teppei MORITA, Masaki UEDA, Kento KUBO, and Hiroji AIBA
  • Journal Title: RNA Volume: 21 Issue: 8 Pages: 1490-1501
  • DOI: 10.1261/rna.051870.115
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 大腸菌小分子RNA生合成におけるターミネーターヘアピンの意義 (2017)
  • Author(s): 森田 鉄兵、西野 良、饗場 弘二
  • Organizer: 第11回長野ミーティング
  • Place of Presentation: ラフォーレ倶楽部白馬八方 (長野県白馬村)
  • Year and Date: 2017-01-23
• [Presentation] Hfq結合型small RNAの機能構造の解析 (2016)
  • Author(s): 森田 鉄兵、饗場 弘二
  • Organizer: 日本進化学会第18回大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス (東京）
  • Year and Date: 2016-08-25
• [Presentation] Rho-independent terminator of Hfq-binding sRNAs genes is suitably organized to generate functional sRNAs under stress condition in E. coli. (2016)
  • Author(s): Teppei Morita, Ryo Nishino and Hiroji Aiba
  • Organizer: The 21st Annual Meeting of the RNA Society, The RNA Society of Japan 18th Annual Meeting
  • Place of Presentation: Kyoto International Conference Center (Kyoto, Japan)
  • Year and Date: 2016-06-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 大腸菌Hfq結合型sRNA遺伝子のRho非依存的ターミネーターは機能的なsRNAを産生するのに適した構成である (2016)
  • Author(s): 森田 鉄兵、西野 良、饗場 弘二
  • Organizer: 第13回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: グリーンピア南阿蘇(熊本県阿蘇郡)
  • Year and Date: 2016-06-02
• [Presentation] 大腸菌小分子RNAによるmRNA抑制に関わる因子の探索系の構築 (2015)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵
  • Organizer: 第52回日本細菌学会中部支部総会
  • Place of Presentation: 名古屋市立大学医学部（愛知）
  • Year and Date: 2015-10-23
• [Presentation] 大腸菌Hfq結合性小分子RNA遺伝子の転写終結、及び転写終結領域の読み飛ばし産物の解析 (2015)
  • Author(s): 饗場弘二、上田真煕、久保健人、森田鉄兵
  • Organizer: 第17回日本RNA学会年会
  • Place of Presentation: ホテルライフォート札幌 (北海道）
  • Year and Date: 2015-07-15
• [Presentation] Modulation of transcription termination of Hfq-binding sRNA genes and nature of 3’ extended sRNAs (2015)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵、上田真煕、久保建人
  • Organizer: 第9回 長野ミーティング：生物資源の有効利用を目指して
  • Place of Presentation: ラフォーレ倶楽部白馬八方（長野県白馬村）
  • Year and Date: 2015-01-25 – 2015-01-28
• [Presentation] Biotin修飾RNAとstreptavidin磁気ビーズを用いたin vitro RNA結合実験系の構築 (2015)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵、上田真煕、久保建人
  • Organizer: 第9回 長野ミーティング：生物資源の有効利用を目指して
  • Place of Presentation: ラフォーレ倶楽部白馬八方（長野県白馬村）
  • Year and Date: 2015-01-25 – 2015-01-28
• [Presentation] sRNAの機能構造から明らかになったsRNA遺伝子の新規発現制御機構 (2014)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵
  • Organizer: 第67回日本細菌学会九州支部会
  • Place of Presentation: 城山観光ホテル（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2014-09-05 – 2014-09-06
• [Presentation] 大腸菌小分子RNA遺伝子の転写終結制御 (2014)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵、近藤良樹、松井香予
  • Organizer: 第16回日本RNA学会年会
  • Place of Presentation: ウインクあいち（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [Presentation] 大腸菌小分子RNA遺伝子の転写終結制御 (2014)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵、近藤良樹、松井香予
  • Organizer: 第11回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: ホテル大観（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2014-06-05 – 2014-06-06
• [Presentation] Molecular events at Rho-independent terminator of sRNA gene and the nature of 3’ extended sRNAs in intact cells. (2013)
  • Author(s): Hiroji AIBA,Teppei MORITA, Hironori Otaka, Hirokazu Ishikawa
  • Organizer: 3rd International Conference on Regulating with RNA in Bacteria.
  • Place of Presentation: Wurzburg, Germany
• [Presentation] 大腸菌小分子RNA遺伝子における転写終結、及び3’末端が伸長したsRNAの機能解析 (2013)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵、大鷹弘紀、石川博一
  • Organizer: 第10回21世紀大腸菌研究会
  • Place of Presentation: 静岡、ラフォーレ修善寺
• [Presentation] 大腸菌小分子RNA遺伝子における転写終結、及び3’末端が伸長したsRNAの機能解析 (2013)
  • Author(s): 饗場弘二、森田鉄兵、大鷹弘紀、石川博一
  • Organizer: 第15回日本RNA学会年会
  • Place of Presentation: 愛媛、ひめぎんホール
• [Presentation] Hfq結合性small RNAによる翻訳とmRNAの安定性の調節 (2013)
  • Author(s): 饗場弘二
  • Organizer: 遺伝研研究集会「大腸菌ゲノム転写研究全体像の分析と転写データベース構築」
  • Place of Presentation: 三島、国立遺伝学研究所