2021 Fiscal Year Research-status Report
新生ポリペプチド鎖の空間的な局在化に伴ったmRNA分解機構と生理的意義の解明
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20K15748
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
石井 英治 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (10835698)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ribonuclease / RNaseE / 翻訳アレスト / 遺伝子発現制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「空間的な区切り」の少ない原核細胞において、転写翻訳からタンパク質が機能するまでのプロセスは時に並行して行われる。翻訳アレストを引き起こすビブリオ菌のタンパク質VemPは翻訳途上で膜へ運ばれ、ペリプラズムに分泌される際に翻訳アレストが解除される。一方でVemPの下流にオペロンとして存在するsecDF2はVemPの翻訳アレストの持続なしには発現することはない。本研究では翻訳アレストを介した発現制御機構において転写からタンパク質の局在化までの一連の流れのなかでまだ明らかになっていないmRNAレベルでの制御機構を明らかにすることで、局在依存的なmRNAの量的制御機構の解明を目的としている。
R3年度は、前年度にフォーカスした翻訳アレストや細胞膜への標的化だけでなく「転写」と「翻訳」の連関にも着目し研究を進めた。ビブリオ菌におけるVemPの翻訳アレストを介した制御において、①RNaseE依存的に産生される転写産物と②RNaseE非依存的に産生される転写産物の産生機構について更なる解析を行った。前者は、RNaseEの不活化により産生されることを明らかにしたが、翻訳アレスト時にどのようにしてRNaeEによる分解を回避するのかは明らかでなかった。そこで、VemPの翻訳アレストによって起きる下流遺伝子の「翻訳」に着目し、分解領域がリボソームによってRNaseEの分解から保護されているかどうかを検証した。その結果、該当領域が翻訳されない場合翻訳アレストが起きていてもmRNAが分解されることを見出した。また、RNaseE非依存的な転写産物の産生にはvemPとsecDF2の遺伝子間に形成されるmRNAの二次構造が重要な役割を果たすことが明らかになった。また、この産物の産生はは翻訳アレストや局在には依存していないことが明らかとなった。
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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
根幹であるsecDF2 mRNAの制御機構が明らかになったことでR3年度の計画としては概ね完了した。一方で異動による研究環境のセットアップに時間を有したが、R2年度に想定以上に進展していたため当初の予定と変わらない進展度合いである。
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| Strategy for Future Research Activity |
RNaseE非依存的に産生される転写産物の産生機構について大腸菌RNAポリメラーゼを用いたinvitro転写実験やRNAP-ChiPを行うことで明らかにする。これらの成果をとりまとめ学術論文として発表することを予定している。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの蔓延により研究活動の制限、参加を予定していた学会の中止などがあったため。
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