2018 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of enhanced protein production mediated by 5'-UTR intron
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17K08198
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
星田 尚司 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00314823)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | イントロン / タンパク質生産 / Saccharomyces cerevisiae / ルシフェラーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イントロンによるタンパク質の発現増強機構はIntron-Mediated Enhancement (IME)として知られているものの，そのメカニズムは明らかになっていない。本研究では酵母Saccharomyces cerevisiaeの組換え体構築の容易性を利用して，IMEの機構解明を進めている。
同じアミノ酸配列をコードし，塩基配列の異なるルシフェラーゼhCLucとyCLucがイントロンによる発現増強の性質が異なることを利用して，発現増強に関わる配列領域の決定を進めた。その結果，yCLucの100～200 bp領域が発現増強に必要な配列であることが明らかになった。この領域のhCLucとyCLucで異なる塩基をそれぞれ変異させたところ，それぞれの変異による効果はそれほど大きくはなく，増強のレベルも様々であった。この結果から，発現増強は特定の位置の塩基による効果ではないと考えられたので，さらに領域を絞ったところ100～150 bpでも十分な増強を受けることが分かった。
発現増強効果のある最少イントロンの配列の重要性をさらに調べるために，異種のイントロンとその変異配列による発現増強効果を調べた。保存配列が一致するイントロンでは発現増強が見られたが，保存配列にいくつかの変異がある場合に増強できない配列があった。これらを保存配列に改変すると増強が見られたことから，S. cerevisiaeの保存配列が発現増強に重要であることが分かった。
発現増強メカニズムを明らかにする目的でS. cerevisiae遺伝子破壊株セットに対して発現増強を受けるルシフェラーゼ発現プスミドを導入して調べた結果，発現増強が低下する株だけでなく，発現が高くなる株も得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定通り，発現増強に必要な最小のイントロン配列とその中の重要な配列を決定でき，発現増強に関連のある発現対象となる遺伝子側の配列領域も決定できた。また，メカニズムを明らかにするための破壊株セットでの評価も進み，今後，候補遺伝子を絞り込み，機能解析に移るところまで進めたためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
発現増強に必要な発現対象遺伝子側の配列の領域は特定できたが，そこに隠された配列の意味は明らかにできていない。コードするアミノ酸配列はそのままにこの領域の塩基配列を網羅的に改変し，得られた配列の解析を進めることでその解明に取り組む。発現増強メカニズムに対しては，破壊株セットを用いて得られた候補遺伝子の既知機能を手掛かりに解析を進める。
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