葉緑体 in vitro RNAスプライシング系を用いたスプライシング反応の解析

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K07441
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 杉浦 昌弘 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 特別教授 (80027044)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 葉緑体 / イントロン / RNAスプライシング / 2次構造モデル / in vitro系

Outline of Annual Research Achievements

顕花植物の葉緑体ゲノムは、110余種の遺伝子を持つ。このうち、12種のタンパク質遺伝子はイントロンを含む。菌類ミトコンドリアのイントロンを基にした分類によれば、これらのイントロンは、グループⅡ型とされている。菌類のグループⅡイントロンの多くはセルフスプライシングする。しかし、顕花植物の葉緑体のグループⅡ様イントロンはセルフスプライシングしない。
タバコ葉緑体のチトクロームb/f複合体のサブユニットⅣをコードするpetD遺伝子のイントロンの2次構造モデルの作図とエキソン結合部位（EBS）を探索した。タバコの構造を基に、ホウレンソウ、エンドウ、イネとトウモロコシのpetDイントロンの2次構造も作図した。イントロンの長さ（727～744 nt）と配列類似性（68～72 ％）は異なっていたが、2次構造はよく似ていた。それぞれのイントロンのエキソン結合部位（EBS1とEBS2）を推定した。しかし、いづれの植物にもEBS3は見当たらなかった。
タバコpetDイントロンの推定したEBS1とEBS2につき、変異を導入し、我々の開発したタバコin vitroスプライシング系で調べた。その結果、推定したEBS1とEBS2が正しいことを示した。
in vitro系でスプライスされたmRNAを抽出して、それぞれの塩基配列を調べたところ、すべて正しい位置でイントロンが除去されていることを明らかにした。
Michelらによれば、petDイントロンは、グループⅡB型に属すとされている。そこでグループⅡAに属すと考えられるatpFのイントロンの2次構造も作図して、イントロン結合部位（EBS1とEBS2）の推定をを行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

タバコのpetDイントロンの2次構造モデルを完成させ、予想したエキソン結合部位EBS1とEBS2が実験的に正しいことを証明した。

Strategy for Future Research Activity

おおむね当初計画どおりに研究を進める。

Causes of Carryover

理由：物品の購入を控えたため。
使用計画：次年度、物品を購入する時に使用する予定。