新規高感度レポーター系を用いたrRNA遺伝子の種特異的転写開始機構の解析

• Project Area: Integral understanding of the mechanism of transcription cycle through quantitative, high-resolution approaches
• Project/Area Number: 25118504
• 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: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 村野 健作 筑波大学, 医学医療系, 助教 (80535295)
• Project Period (FY): 2013-06-28 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: rRNA遺伝子 / 種特異的 / 転写開始反応 / Pol I / 転写 / RNAポリメラーゼI / 種特異性

Outline of Annual Research Achievements

rRNA遺伝子の転写反応は厳格な種特異性を示す。ヒトrRNA遺伝子はマウス細胞内で転写されず、またマウスrRNA遺伝子はヒト細胞内で転写されない。この種特異的転写は、マルチサブユニット因子SL1（ヒト）およびTIF-IB（マウス）に起因する。SL1/TIF-IBはrRNA遺伝子のコアプロモーターを認識し、転写開始点を規定する。rRNA遺伝子の転写開始反応を支配する複合体であるにもかかわらず、これまで構成因子によるSL1/TIF-IB活性の再構成はなされてこなかった。我々は、マウス細胞内においてヒトrRNA遺伝子転写を再構成し、マウス細胞内におけるSL1活性にはヒト由来の4種類のTAFI（TBP-associate factor I）が必要かつ十分であることを示してきた。一方で、マウス由来の4種類のTAFIを発現させても、ヒト細胞内においてマウスrRNA遺伝子転写を再構成することができなかった。試験管内転写反応系においても、HeLa細胞核抽出液はマウスF9細胞核抽出液を用いたマウスrRNA遺伝子転写を阻害した。また、マウスF9細胞核抽出液はHeLa細胞核抽出液を用いたヒトrRNA遺伝子の転写反応を阻害することが明らかとなった。そこで、SL1とTIF-IBはそれぞれマウスとヒトのrRNA遺伝子転写に干渉する可能性を検討した。マウス細胞内においてSL1構成因子の過剰発現は、マウスrRNA遺伝子の転写反応を強く抑制した。また、siRNAを用いてSL1構成因子の発現抑制を試みたところ、HeLa細胞内においてTIF-IB構成因子の過剰発現によりマウスrRNA遺伝子の転写に成功した。以上の結果から、HeLa細胞内におけるマウスrRNA遺伝子転写では、SL1がTIF-IB活性に干渉することが明らかとなった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Oseltamivir Expands Quasispecies of Influenza Virus through Cell-to-cell Transmission (2015)
  • Author(s): Mori K, Murano K, Ohniwa RL, Kawaguchi A, Nagata K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Issue: 1 Pages: 9163-9163
  • DOI: 10.1038/srep09163
  • NAID: 120007130320
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reconstitution of human rRNA gene transcription in mouse cells by complete SL1 complex. (2014)
  • Author(s): Murano K, Okuwaki M, Momose F, Kumakura M, Ueshima S, Newbold RF, Nagata K.
  • Journal Title: J Cell Sci Volume: 127 Pages: 3309-3319
  • DOI: 10.1242/jcs.146787
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒト細胞内におけるマウスrRNA遺伝子転写の再構成 (2014)
  • Author(s): 村野健作、永田恭介
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] M期におけるCTCFのDNA結合領域 (2014)
  • Author(s): 関屋健史、村野健作、永田恭介
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] インフルエンザウイルスcell-to-cell感染によるウイルスゲノムの多様化 (2014)
  • Author(s): 森幸太郎、川口敦史、村野健作、永田恭介
  • Organizer: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [Presentation] ヒト細胞内におけるマウスrRNA遺伝子転写の再構成 (2014)
  • Author(s): 村野健作、永田恭介
  • Organizer: 新学術領域転写サイクル合同班会議2014
  • Place of Presentation: 山梨
  • Year and Date: 2014-08-04 – 2014-08-06
• [Presentation] Overcoming the species-specific barrier in the rRNA gene transcription by reconstitution of complete SL1 complex (2014)
  • Author(s): Kensaku Murano, Mitsuru Okuwaki, and Kyosuke Nagata
  • Organizer: 13th Asian Conference on Transcription
  • Place of Presentation: メルボルン大学（オーストラリア）
• [Presentation] The Species-specific transcription mechanism of the rRNA gene revealed by a novel monitoring system using RNA-dependent RNA polymerase (2013)
  • Author(s): Kensaku Murano, Mitsuru Okuwaki, and Kyosuke Nagata
  • Organizer: 転写サイクル合同班会議 2013
  • Place of Presentation: ホテルおかだ（箱根）
• [Presentation] rRNA遺伝子の種特異的転写機構の解析 (2013)
  • Author(s): 村野健作、永田恭介
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸）
• [Presentation] M期リン酸化によるCTCFのDNA結合活性制御の解析 (2013)
  • Author(s): 関屋健史、村野健作、永田恭介
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（神戸）
• [Remarks] 筑波大学大学院 感染生物学 分子ウイルス学分野
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/basic-med/infectionbiology/virology/