2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on a switching mechanism in RNA recognition by 3'-5' RNA polymerase
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16K18511
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
中村 彰良 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (10583891)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | X線結晶構造解析 / tRNA修飾 / アミノアシルtRNA合成酵素 / DNA/RNAポリメラーゼ / 鋳型依存伸長反応 / タンパク質 / 核酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、通常の核酸合成酵素とは逆向きの3′-5′方向への塩基伸長活性を有する酵素Thg1とTLPが発見され，遺伝情報伝達機構の新事実に注目が集まっている．研究代表者らはこれまでにThg1とTLPのtRNA複合体構造の解析に成功し，新規のRNA認識機構を提唱してきている．本研究では，未解明であるTLPのアンチコドン認識様式をX線結晶構造解析およびX線小角散乱解析によって明らかにし，提唱したRNA認識機構の全容を解明する．また得られた知見を元に，tRNAのみならず多様なRNAに対し3′-5′方向への塩基伸長を可能とする手法を確立し，全く新しい研究ツールへの応用に繋げることも目的としている．
本研究はこれまでに、tRNAを鋳型RNAと基質RNAに分割した2本鎖RNA (分割型tRNA)を作成し，Thg1の塩基伸長活性を1本鎖RNAに適用することに成功した。さらに、最適化した分割型tRNAを用いたThg1のGTP認識機構の解析も行い、GTP認識が相補鎖側の塩基との組み合わせによって決定されることを明らかにした。今年度は以上の成果の速度論解析を行い、得られた結果を論文発表した。さらに、今年度はヒト由来Thg1にも着目し研究を遂行した。ヒトを含む哺乳類では, 真菌とは異なりThg1が細胞質だけでなくミトコンドリア(mt)にも存在し, mt-tRNAHisの成熟に関与している可能性が示唆されている．mt-tRNAHisは細胞質tRNAHisとは鋳型塩基や構造が大きく異なることから, ヒトThg1には真菌とは異なる伸長制御機構が存在すると考えられる．本研究ではその制御機構を解析するためにヒトThg1の機能解析に取り組み, 真菌とは異なる機構で伸長塩基を認識し, 塩基対ではなく5′末端のリン酸基の分解により伸長反応を停止している可能性を明らかにし、論文発表した。
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