2022 Fiscal Year Research-status Report
機能性sRNAとmRNA結合タンパク質CsrAによる統合型発現制御システムの解明
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21K07004
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| Research Institution | Ehime Prefectural University of Health Science |
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Principal Investigator |
美間 健彦 愛媛県立医療技術大学, 保健科学部, 教授 (80596437)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
港 雄介 藤田医科大学, 医学部, 講師 (10836620)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現調節 / sRNA / Vibrio |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Vibrio alginolyticusの4つsRNA（sRNA1、sRNA2、sRNA3、sRNA4）の発現を調節するタンパク質を探索した結果、sRNA1のプロモーター領域に結合するタンパク質として、Leucine-responsive regulator (Lrp)が見出された。lrp欠失株では、sRNA1の発現量が2.3倍に増加し、lrp相補株では、sRNA1の発現量が約1/3に減少した。以上より、LrpがsRNA1の発現を調節することが明らかとなった。Lrpを精製してsRNA1のプロモーター領域の結合を調べた結果、LrpがsRNA1のプロモーター領域に結合することが明らかとなった。lrpの上流領域には、大腸菌のLrp結合部位のコンセンサス配列に類似性を示す領域が３ヶ所存在した。以上より、LrpはsRNA1のプロモーター領域に結合して、その発現を調節すると示唆された。
ロイシンを添加した培地で野生株を培養したところ、sRNA1の発現量が２倍に増加した。一方、lrp欠失株ではsRNA1の発現量に差は見られなかった。さらに、LrpのsRNA1プロモーター領域への結合がロイシンによって阻害された。以上より、Lrpは、ロイシン非存在下ではプロモーター領域に結合してｓRNA1の発現を抑制しており、ロイシンが結合するとsRNA1のプロモーターから外れｓRNA1の発現が脱抑制されると考えられる。
我々はこれまでにsRNA1の発現が、VarS/VarA二成分制御系およびArcB/ArcA二成分制御系によって調節されることを明らかにした。本研究によりsRNA1の発現がLrpによっても調節されることが明らかとなった。以上より、本菌の４つのsRNAは、複数の環境シグナルを演算して遺伝子発現を調節し、環境に適応するための統合演算システムと考えられる。
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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
本研究は、Vibrio alginolyticusが保有する４つのsRNAによる種々の環境シグナルの統合演算システムの解明を目指したものである。本年度は、新たにLrpがsRNA1の発現を調節することを明らかにし、その調節機構の詳細を明らかにしたことから、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Vibrio alginolyticusが保有する４つのsRNAには、これまでに明らかにしたもの以外にも、さまざまな環境シグナルが伝達されると予想される。また、４つのsRNAによって演算された結果、どの様な遺伝子の発現が調節されるか（アウトプット）は未解明である。今後は、RNAseqなどの網羅的解析手法を用いてそれらを明らかにしていく。そして、sRNA-CsrA演算システムの全容を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
(理由) 本年度の研究は予定通り進んだが、物品の購入にかかる費用が予定よりも安かったため、一昨年に繰り越した分が残った。
(計画)研究が着実に展開しているため、次年度使用額を有効に利用して研究を展開する予定である。
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