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2016 Fiscal Year Research-status Report

RNAシャペロンHfqによるsRNA/mRNA間の塩基対形成の促進作用の解析

Research Project

Project/Area Number 16K07259
Research InstitutionSuzuka University of Medical Science

Principal Investigator

森田 鉄兵  鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 助教 (10444366)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords小分子RNA / 転写後制御 / Hfq / 大腸菌 / 転写終結
Outline of Annual Research Achievements

本課題研究は、大腸菌における機能性小分子RNA(sRNA)、及び標的mRNA間の塩基対形成を促進するHfq作用、及びsRNA産生における転写終結の意義の解析を目的にする。平成28年度は、転写終結の意義の解析に精力的に取り組んだ。sRNA遺伝子は、ヘアピン構造を形成する回文配列、及びポリT配列により構成される一般的なRho非依存型ターミネーターを持つ。これまでに、申請者らは、3’末端の7塩基以上のポリU鎖がsRNA機能に必要であること、及びsRNAのターミネーターには7塩基以上のポリT配列が備わっていることを確認していた。しかしながら、十分なポリT配列が備わっていたとしても、転写終結が早期に起こった場合には、6塩基以下のポリU鎖を3’末端に持つ転写産物が産生される可能性が考えられる。すなわち、sRNA遺伝子のターミネーターは、7塩基以上のポリU鎖を3’末端に持つように転写終結する性質を持つと考えた。そこで、ターミネーターのヘアピン構造の熱安定性に着目し、上述の可能性を検証した。その結果、ヘアピン構造を安定化させるように組み換えたsRNA遺伝子からは、6塩基以下の短いポリU鎖を3’末端に持つRNAが産生されること、またこれらのRNAは、sRNAとして機能しないことを明らかにした。これらの結果は、①sRNA遺伝子のターミネーターが、7塩基以上のポリU鎖を3’末端に持つように転写終結するのに適した熱安定性のヘアピン構造を持つこと、②ヘアピン構造の熱安定性が3’末端の位置の決定要素であることを示している。①の点は、sRNA遺伝子の性質の理解をもたらし、また人工sRNAの設計に役立つ。②の点は、未解決の問題が残る転写終結様式の解明の鍵になる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

課題で提案した研究計画の1つであるsRNA遺伝子の転写終結の意義について、得られた成果を原著論文として発表する段階である(審査中)。また、sRNA/標的mRNA間の塩基対形成促進作用を損なうhfq点変異をいくつか単離しており、研究計画はおおむね順調に進んでいる。さらに、転写終結の意義の解析から明らかになった、ヘアピン構造の熱安定性が転写産物の3’末端位置の決定要素であるという発見は、sRNA研究に留まらず、遺伝子発現の根幹反応である転写反応の研究に波及する重要な成果であると考える。

Strategy for Future Research Activity

sRNA/標的mRNA間の塩基対形成促進作用を損なうhfq点変異について、変異の影響の詳細を、in vivo、in vitroで解析する。申請者らは、Hfq/RNAの結合実験、RNA間の塩基対形成の解析等のin vitro実験系をすでに確立していることから、これらの実験は可能である。また、塩基対形成作用を損なうhfq点変異の単離の際に構築した、sRNAの1つであるSgrSの機能を指標にしたスクリーニング系を用いて、RNAポリメラーゼの変異の単離を行う。RNAポリメラーゼの構成因子であるβ’サブユニットをコードするrpoC遺伝子の下流にFLAGタグ配列を付加した変異をすでに構築していることから、変異の単離、同定、及びその後の生化学的な解析を行うことが可能である。これらの解析を通して、転写終結に影響を及ぼすRNAポリメラーゼ変異を同定する。上述の研究を通して得られた成果は、学術論文、及び学会等で発表する。

Causes of Carryover

研究実績の概要、および達成度の通り、平成28年度において本計画研究はおおむね順調に進んだと考えられる。論文投稿に際し係る経費が未定であったために、今年度分の一部を繰り越すことになった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

当該助成金、および翌年度分として請求した助成金は、今後の研究の推進方策にあげた研究計画に必要なものであり、特に当該助成金については論文投稿費、及び物品消耗品費として使用を計画している。

  • Research Products

    (4 results)

All 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [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 Pages: 1298-1307

    • DOI

      https://doi.org/10.4049/jimmunol.1501953

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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 – 2016-08-28
  • [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, Rho 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 – 2016-07-02
    • 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 – 2016-06-03

URL: 

Published: 2018-01-16  

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