2020 Fiscal Year Annual Research Report
Reassembly of active RNA editosomes in plant organelles
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18H02462
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
竹中 瑞樹 京都大学, 理学研究科, 准教授 (10796163)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | RNA編集 / PPRタンパク質 / DYWドメイン / ミトコンドリア / 葉緑体 / RNA結合タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物オルガネラのRNA編集は、RNA上の特定のC（シチジン）がU(ウリジン)に変換されるものである。RNA編集されたmRNAからのみ正常な機能をもつタンパク質が翻訳されるため、この機構は植物に必須のものである。これまでPPRタンパク質やMORFタンパク質などRNA編集機構に関与するいくつかの因子が単離されてきた。これらのタンパク質因子がどのように複合体を形成しているのかは未だ明らかになっていない。本研究では、各RNA編集因子の複合体内での機能を解析し、活性をもつRNA編集タンパク質複合体の再構築することを目的とする。本年度の成果は以下の通りである。
１)MORFタンパク質と相互作用し、RNA編集への関与が示唆される候補タンパク質はホモ変異体が致死であったため、その遺伝子を胚発生初期特異的プロモーターの下流へクローニングし、シロイヌナズナ変異体へ形質転換した。しかしながら得られた植物体はいずれも胚発生の初期で成長を停止した。
2)酵母スリーハイブリッド系を確立し、E+クラスとDYWクラスの2つのPPRタンパク質、及びMORFタンパク質の相互作用を解析した。少なくともこの系ではMORFタンパク質はPPRとDYWタンパク質の相互作用に影響を与えなかった。
3)大腸菌内でヒメツリガネゴケのPPRタンパク質とその標的RNAを発現させることによりRNA編集を再現することに成功した。シロイヌナズナのPPRタンパク質を用いて大腸菌でRNA編集を再現を試みたがうまくいかなかった。タンパク質自体はある程度の量発現しているため、高等植物のPPRタンパク質は単独では活性をもたず他の補因子が必要であることが示唆された。
4）大腸菌内で、RNA編集酵素であるDYWドメインの大量発現に成功した。このことによりDYWドメインの結晶化に向けドイツのWeberグループと共同研究を開始した。
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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
大腸菌でRNA編集を再現する系が作成できたため、当初の目的であったRNA編集複合体の再構築は成功したといえる。この系を用いてRNA編集因子の点変異体の解析が可能になった。またRNA編集酵素であるDYWドメインの大量発現に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで困難であった植物オルガネラのRNA編集編集酵素であるDYWドメインをを構造的に解析できる可能性が開けた。また大腸菌RNA編集系を用いることにより、RNA編集因子の詳しいタンパク質機能解析が可能になる。今後は試験管内でRNA編集を再現するin vitro系の開発とともに、まだどのグループも成功していないDYWドメインの構造解析を推進する。
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