2021 Fiscal Year Annual Research Report
In silico search and functional analysis for genes having differentially localized protein isoforms via alternative splicing and alternative translation initiation
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18K11543
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
今井 賢一郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80442573)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アイソフォーム / 細胞内局在部位変化 / ターゲッティングシグナル予測 / 選択的スプライシング / 選択的翻訳開始点 / 多機能性タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、選択的スプライシングや選択的翻訳開始点によって、アイソフォームレベルでの細胞内局在部位の変化により機能調節を行う遺伝子の新規発見及び機能の解明を目指すものである。
本研究では、これまで、ヒトの58643アイソフォーム配列（18841遺伝子）で構成されるデータセットと、独自手法であるミトコンドリア移行シグナル（MTS）予測法MitoFatesと既存のERシグナルペプチド予測法SignalP5.0を組み合わせ、局在化シグナル欠失/獲得の予測によるアイソフォームレベルで局在部位変化を起こす遺伝子を探索するパイプラインを構築した。このデータセットと探索パイプラインを用いた網羅的探索により、アイソフォーム間で、ミトコンドリア局在の変化が起こる可能性がある741遺伝子、ER局在の変化が起こる可能性がある1055遺伝子をそれぞれ見出した。さらに、アイソフォーム間での機能変化について解析するため、ドメインアノテーションを行い、アイソフォーム間でのドメイン構成の変化を調べたところ、上記の741遺伝子、1055遺伝子ともに、約57%で、局在変化と共に、ドメイン構成の変化を起こすアイソフォームを生じている可能性があることがわかった。そこで、本年度は、より詳細な機能変化の解析を行うため、MTSの欠失/獲得により局在変化を起こす可能性のあるアイソフォームを持つ遺伝子のうち、構造情報を持つものに注目し、ドメイン構造変化による機能変化について詳細な解析を行った。その結果、タンパク質との相互作用ドメインが欠失することで、局在変化とともに、相互作用相手を変化させている可能性があるものが少なくとも十数例あることが分かった。これらは、アイソフォームレベルでの細胞内局在部位の変化により機能調節を行う新規遺伝子として有望である。そこで、今後、これらについて実験的検証を行っていく予定である。
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[Journal Article] Unfolding is the driving force for mitochondrial import and degradation of the Parkinson's disease-related protein DJ-12021
Author(s)
Queliconi BB, Kojima W, Kimura M, Imai K, Udagawa C, Motono C, Hirokawa T, Tashiro S, Caaveiro JMM, Tsumoto K, Yamano K, Tanaka K, Matsuda N
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Journal Title
J Cell Sci
Volume: 134
Pages: jcs258653
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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