2018 Fiscal Year Annual Research Report
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17H05027
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
秀瀬 涼太 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命准教授 (90610866)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | tRNA硫黄化 / ユビキチン様タンパク質 / 超好熱性アーキア / 元素硫黄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisは、3つのユビキチン様タンパク質オルソログ（TK1065、TK1093、TK2118)を有している。T. kodakarensisは、環境中の元素硫黄を還元して呼吸する。一方、元素硫黄が存在しない環境では、デンプンやピルビン酸などを代謝し、水素イオンを還元する水素発生型の呼吸に切り替える。前年度に、これらユビキチン様タンパク質遺伝子の特異的破壊を行い、それぞれ単独破壊株を作出している。本年度は、ユビキチン様タンパク質遺伝子を全て破壊した株を作出し、tRNAの硫黄化における役割を検証した。tRNAの硫黄化は、ほとんどすべての生物にみられ、コドン解読の正確性を上げるために重要である。また、好熱菌では硫黄化によりtRNAの熱安定性が向上する。各遺伝子破壊株におけるtRNAの硫黄化修飾率を調べるため、元素硫黄含有培地および元素硫黄非含有ピルビン酸培地で各遺伝子破壊株（TK1065遺伝子破壊株、TK1093遺伝子破壊株、TK2118遺伝子破壊株、3重遺伝子破壊株）のtRNAヌクレオチドを液体クロマトグラフタンデム型質量分析計で解析した。この結果、元素硫黄非含有ピルビン酸培地で生育したTK1093遺伝子破壊株および3重遺伝子破壊株においてtRNAヌクレオシドの硫黄化修飾の顕著な減少が見られた。しかしながら、硫黄化修飾は完全には消失していなかった。元素硫黄含有培地においてはTK1093遺伝子破壊株および3重遺伝子破壊株のtRNAヌクレオチドの硫黄化修飾は野生株のそれと同等であった。これは、外環境の元素硫黄によって直接的に制御される硫黄化機構を有することを示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
TK1093が、元素硫黄が存在しない環境では、tRNAの硫黄化修飾に関与することを明らかにした。当初の予想に反して、元素硫黄が存在する環境ではユビキチン様タンパク質がtRNAの硫黄化修飾に必須ではないことを明らかにするなど大きな進展があった。このため、「当初の計画以上に進展している」と評価することが妥当と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
培地中の元素硫黄の有無が、モリブドプテリン含有酵素活性に与える影響をT. kodakarensisのユビキチン様タンパク質遺伝子単独破壊株（TK1065、TK1093、TK2118)や3重遺伝子破壊株を用いて調べる。好熱性アーキアSulfolobus acidocaldariusの3種のユビキチン様タンパク質遺伝子（Saci_0952、Saci_0666、Saci_1691）の破壊を引き続き行う。これらの遺伝子破壊株を使って、モリブドプテリン含有酵素活性に与える影響やtRNAの硫黄化修飾の関与を調べる
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