寄生性真核生物に見られる原核生物型転移RNAスプライシング関連酵素の解析

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K08442
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡邊 洋一 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90323568)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: tRNAスプライシング

Outline of Annual Research Achievements

tRNA前駆体のスプライシングは、他のRNAスプライシングがRNA前駆体自身の酵素反応、あるいはトランスで働くRNA-タンパク質複合体の中のRNA部分の触媒反応によって進行するのに対し、タンパク質のみからなる酵素の触媒反応により進行する。tRNA前駆体を切断するヌクレアーゼは共通の祖先から進化しているものの、生物種によりそのサブユニット構造が大きく変化している。また、エキソン断片を連結するRNAリガーゼも、その反応機構から大きく二つのグループに分かれる。本研究では、真核生物におけるtRNAスプライシング関連酵素の多様性を明らかにするため、寄生性真核生物であるトリパノソーマ目原虫のtRNAスプライシング関連酵素の解析を進める。他の真核生物には通常２種類以上のヌクレアーゼサブユニット遺伝子が見つかるが、これらの原虫では、ヌクレアーゼ候補の遺伝子が一つしか見つからない。これは原核生物であるアーキアの一部で用いられる酵素と類似した特徴である。一方、これらのトリパノソーマ目原虫は反応機構の異なる二つのRNAリガーゼの両方の遺伝子を持っている。その一方の、アーキア、バクテリア、真核生物に広く保存されているRtcB型RNAリガーゼは、原虫ではバクテリア型酵素の配列上の特徴を持つ。この事は、トリパノソーマ目原虫が真核生物型ではなく、バクテリア型酵素を使用している可能性を示唆する。本研究の成果は、真核生物における原核生物型tRNAスプライシング関連酵素の利用の初めての例を示す可能性がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度はまず、原虫のRtcB型RNAリガーゼについて解析を行った。この原虫は反応機構の異なる別のグループのRNAリガーゼ遺伝子を併せ持つ事から、原虫のRtcB型酵素が機能していない可能性もある。そこで、RT-PCRによりRtcB型酵素の転写解析を行った結果、この遺伝子が転写されており、そのmRNAは、原虫において機能するmRNAの目印である5'末端のスプライスリーダー配列を持つ事が分かった。この結果は、原虫のRtcB型RNAリガーゼ遺伝子が、機能するタンパク質をコードしている事を示唆する。現在、RtcB型RNAリガーゼの機能解析のため、タグ付き酵素を発現する組換え原虫を作成している。

Strategy for Future Research Activity

RtcB型RNAリガーゼの機能解析を進めるとともに、反応機構の異なる別のグループのRNAリガーゼおよびヌクレアーゼについても、発現、機能解析を進める。

Causes of Carryover

当該年度の研究は、同じ教室の主任教授の研究費によりすすめた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額は人件費（学術支援職員の雇用）に用い、他は、およそ当初計画通りである。