スプライシング制御因子のＲＮＡ認識における柔軟性の構造生物学的研究

• Project Area: Diversity and asymmetry achieved by RNA program
• Project/Area Number: 23112723
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 武藤 裕 独立行政法人理化学研究所, RNA生物学研究チーム, チームリーダー (30192769)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: NMR / 構造解析 / SUP-12 / ASD-1 / 選択的スプライシング / RNA 結合ドメイン / FGFレセプター / C.elegans / RNA結合ドメイン

Outline of Annual Research Achievements

線虫ではASD-1とSUP-12が協同してFGFRのpre-mRNAの特定の部位に結合しスプライシング反応を制御して、筋肉芽細胞特異的なFGFR分子を生成することが明らかにされている。本研究では、このふたつの因子による協同的なスプライシング反応の制御を構造生物学的な手法によって明らかすることを目指した。構造解析の結果、ASD-1とSUP-12は協同的にＵＡＣＧＵＧＧＵＧＵＧCというRNA配列を認識していることが明らかになった。この場合、SUP-12単独でRNAを認識する様式と異なっていることが分かった。ふたつのRNA結合ドメインによって協働的に認識されるグアニン塩基の重要性を明らかにするため、この塩基の置換配列や挿入配列を用いたRNA配列で調べたところ、RNAに対する結合が弱くなっている場合とともにふたつのドメインの位置関係が固定されないことがNMR法の緩和実験から明らかになった。このように変異したＲＮＡ配列では、ASD-1, SUP-12が結合するにもかかわらず、スプライシング制御能が落ちているものがあるが、この活性の消失とふたつの蛋白因子の位置関係の固定化との間に相関が見られた。このことは、スプライシング因子が単にターゲット配列に結合するだけではなく、構造的な協働性が発揮されないとスプライシング制御が適切に行われない可能性を示唆し、興味深い。これられの結果から、ＳＵＰ－１２は、単独では、RNAへの特異性が低く比較的幅広い結合特異性をもつが、ASD-1との協働作用によって結合位置が固定されるという結合における効果とともに、因子の位置関係も重要な意味をもつことが明らかになった。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Solution structure of the Splicing Factor Motif (SFM) of the human Prp18 protein (2012)
  • Author(s): He, F., Inoue, M., Kigawa, T., Takahashi, M., Kuwasako, K., Tsuda, K., Kobayashi, N., Terada, T., Shirouzu, M., Tanaka, A., Sugano, S., Guntert, P., Yokoyama, S., Muto, Y.
  • Journal Title: Proteins Volume: 80 Issue: 3 Pages: 968-974
  • DOI: 10.1002/prot.24003
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 脊髄性筋萎縮症に関わるスプライシング因子の機能解析 (2011)
  • Author(s): 津田健吾
  • Organizer: MBSJ2011
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Book] WIREs RNA (2012)
  • Author(s): Yutaka Muto and Shigeyuki Yokoyama
  • Publisher: Wiley On line library
• [Book] WIREs RNA : Structural insight into RNA recognition motifs : Versatile molecular Lego building blocks for biological systems doi:10.1002/wrna.1107 (2012)
  • Author(s): Yutaka Muto, et al
  • Publisher: Wiley On line library