2017 Fiscal Year Research-status Report

アセチル化によるRNAポリメラーゼの機能分化とその全体像解明

Research Project

Project/Area Number	15K07367
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	小倉光雄東海大学, 海洋研究所, 教授 (80204163)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	古園さおり東京大学, 生物生産工学研究センター, 特任准教授 (90321760) [Withdrawn]
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	枯草菌 / tRNA修飾 / トランスポゾン変異株
Outline of Annual Research Achievements	SigX遺伝子のグルコース誘導(GI)が起きなくなるようなトランスポゾン変異株を検索した。ECFシグマ因子のGIはsigXのみでなくsigMにも観察されたので、得られた変異のうちさらにsigMの誘導も阻害する変異こそが、GI現象の本質に関わる遺伝子の破壊であると予想された。言い換えればsigX発現のみを特異的に低下させる遺伝子の破壊とsigXのGIそのものに関わる遺伝子の破壊を区別することが重要で、sigMにも作用を有する遺伝子破壊が後者であると考えられる。その結果、cshA, ptsH, tsaD, ylxR, yqfOの５種類の候補遺伝子を得た。そのうち、RNAヘリカーゼでありRNAポリメラーゼに会合するCshAタンパクのアセチル化がsigXのGIに重要であることはすでに前年度に判明していた。PtsHはグルコースの細胞内輸送に必要であるためsigXのGIを阻害していると考えられた。YlxRとYqfOはそれぞれ細菌での保存性が極めて高いのだがその機能は未だ明らかでない。TsaDは細菌での保存性が極めて高く多くの種類では生存に必須な遺伝子である。枯草菌でも当初は破壊不可能とされてきたが、破壊の方法が異なるためトランスポゾンによる変異導入が可能だったと思われる。TsaDはTsaE, TsaBと複合体をなし、ANNコドンを解読するtRNAのアンチコドンループの37位アデニンにthreonylcarbamoyl基を転移させる。ylxR, yqfO, tsaDを含む転写単位の発現を調べると、前２者がCshA依存性GIを受けていた。すなわち、cshA, tsaD, ylxR, yqfOの間には何らかの連関が存在する可能性があること、アセチル化CshAがRNAポリメラーゼに会合しポリメラーゼのSigXへの親和性を高める現象の背後にtsaD, ylxR, yqfOが働くことが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason RNAポリメラーゼにアセチル化CshAが会合しsigXへの親和性が高まることが、sigXのGIという現象の本質であることが示唆され、さらにそのメカニズムに影響する遺伝子を３つ同定した。今後の解析の重要な手がかりを得たことになる。
Strategy for Future Research Activity	sigXのGI現象におけるcshA, tsaD, ylxR, yqfOの機能と互いの連関を追求する予定である。
Causes of Carryover	sigX遺伝子のGI現象が起きない性質を指標に分離したトランスポゾン変異株のうち、ylxR, yqfO, tsaD株のGI現象における役割を解明する計画が平成29年度中に進展を見せたが、最終的な解明には至らなかったため、計画の延長を行なった。助成金は実験のための消耗品購入にあてる予定である。