2021 Fiscal Year Research-status Report
低分子量熱ショックタンパク質の新機能：翻訳制御における制御ターゲットの探索
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21K20631
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
三輪 つくみ 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 研究員 (70912179)
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| Project Period (FY) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 大腸菌 / 低分子量熱ショックタンパク質 / σ因子 / 翻訳制御 / 熱ショック応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレスによって生じるタンパク質凝集（凝集体）は蓄積することで細胞毒性を示す場合がある。凝集体の処理にあたるのがシャペロンである。シャペロンの中でも低分子量熱ショックタンパク質 (small Heat shock protein; sHsp)は凝集体処理の初期ステップである凝集体の隔離を担っている。最近の応募者の研究から、大腸菌のsHspであるIbpAはシャペロンとしての機能以外に、mRNAとの結合を介して自身の発現制御機能も有していることがわかった。本研究ではIbpAによる新規発現制御ターゲットの探索を通じ、IbpAの発現調節因子としての生理的意義を明らかにすることを目的としている。目的の達成に向け、本研究では質量分析とRNAシークエンス解析の2手法にて行う新規ターゲット候補のスクリーニング、個別解析によるターゲットの特定、ターゲットの制御による生理学的意義の解明を行う。当該年度では質量分析を用いた大腸菌プロテオーム解析により、IbpA過剰発現が複数のHspの発現減少を引き起こすことが示された。次いで行った個別解析ではIbpA過剰発現によるHspの発現抑制は転写段階の制御であることが示された.これを受け、Hspの主な転写制御因子であるσ32に着目して更に解析を行った。その結果、IbpAはσ32の発現を翻訳段階で抑制することが示された.IbpAによるσ32翻訳制御が再構成型無細胞翻訳系でも再現されたことから、この抑制は他の因子を介さずIbpAにより行われていると示唆された。σ32は転写や分解、mRNA構造変化などにより細胞内存在量が調節されている。それらに加えIbpAによる翻訳制御機構が細胞内のσ32量調節をさらに厳密なものにしていると考えられる。
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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
本研究計画で予定していた質量分析によるスクリーニングは順調に進行し、IbpAによる制御ターゲット候補の選定のみならず、個別解析による特定まで行った。現在は計画のさらに先の段階として予定していたIbpA制御による生理学的意義の特定につながる実験に着手している。その一方でRNAシークエンス解析を用いたターゲット候補のスクリーニングに関しては現在条件検討の段階にあり、質量分析を用いたスクリーニングと比較して進行度が遅いと言える。これらのことから、本研究の目的達成に順調に近づきつつあるものの、全工程において当初の予定通りとは言えないと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
質量分析を用いたスクリーニングにおいてはターゲットの特定まで進行し、生理学的意義を解明する段階にあり、今後も続行する予定である。
RNAシークエンスを用いたスクリーニングについては予備実験が終了しているため、実際にサンプル調製、スクリーニングを行い、当初通りの計画を進行する予定である。しかし、シークエンス解析の結果から特定の機能を有する集団が見いだされた場合は生理学的意義の解明と個別解析によるターゲットの特定を並行して行う可能性もある。
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| Causes of Carryover |
当初、大幅に予算を割く予定でいたRNAシークエンスを用いたスクリーニングが準備段階であったため。次年度使用額はそのままRNAシークエンスに用いる予定である。
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