ヒトTUT1によるRNAポリウリジル化の分子構造基盤

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K16053
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山下 征輔 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (30769576)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ヌクレオチド転移酵素 / U6 snRNA / TUT1 / X線結晶構造解析

Outline of Annual Research Achievements

TUT1はU6 snRNAの成熟化を担う酵素であり、U6 snRNAを特異的に認識して3’末端にウリジンを付加する活性を持つ。U6 snRNAの3’末端はU6 snRNPの形成やスプライソソームのリサイクルに関わるため、その成熟化は真核生物の遺伝子発現に重要なプロセスである。
申請者らは本研究に先だってTUT1単体の立体構造の決定に成功し、生化学的な解析と合わせてTUT1によるU6 snRNAに特異的なウリジル化反応の概要を明らかにしてきた。しかし複合体の立体構造は明らかになっておらず、完全な結合様式の解明には至っていなかった。本研究の目的は、これまでの申請者らの成果を発展させてTUT1とU6 snRNAの複合体立体構造解析を行い、その特異的な認識メカニズムを原子分解能で明らかにすることである。
本年度では昨年度に引き続いてTUT1-U6 snRNA複合体結晶の最適化・X線回折データの収集に取り組んだ。RNAコンストラクト、沈殿剤組成、クライオプロテクタントの種類など幅広く検討し、最終的に複合体構造の決定に成功した。得られた立体構造からはTUT1の各ドメインが協働的にU6 snRNAの様々な特徴を認識している様子が明らかになり、特異的な認識メカニズムについて多くの知見が得られている。さらに、個々の相互作用について組み換えタンパク質を用いた生化学実験によって検証を行った。これらの結果について、現在、論文発表にむけて投稿準備中である。