2013 Fiscal Year Annual Research Report
制御RNAの機能発現とRNAシャペロンHfqの役割
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25291005
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Suzuka University of Medical Science |
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Principal Investigator |
饗場 弘二 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 教授 (20025662)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 小分子RNA / Hfq / サイレシング / 転写後制御 / 大腸菌 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、sRNAの機能発現におけるRNAシャペロンHfqの役割に焦点をあて、いくつかの未解明の課題に取り組むことであるが、平成２５年度は、おもにsRNAのバイオジェネシスの解明とHfqとの機能的結合領域の一部である3’末端のポリU配列の役割を中心に研究を進めた。sRNAの3’末端のポリU塩基は、sRNA遺伝子の転写終結においても重要な役割を担う。そこで、sRNA遺伝子の下流に他の遺伝子の転写終結領域を連結するようにデザインしたレポーターsRNA遺伝子の発現系（ダブルターミネーター系）を構築した。この系を用いることにより、sRNA遺伝子の転写終結領域を読み飛ばした転写産物（リードスルー産物）を、転写終結産物と区別して検出することに成功した。このシステムを基に、sRNA遺伝子の転写終結については、リードスルーが50％以上生じていることを明らかにした。転写終結産物およびリードスルー産物とHfqとの結合を解析した結果、3’末端にポリU配列を持つ転写終結産物がHfqと安定に結合する一方、リードスルー産物はHfqとの結合能がないことを明らかにした。このことから、sRNA機能発現にとって、ポリU配列が3’末端に位置することが必要であると結論した。またダブルターミネーター系を用いた解析の中から、sRNA遺伝子の転写終結がストレスにより制御されている可能性を見いだした。一般にsRNA遺伝子は、種々のストレスにより転写が誘導される。sRNA遺伝子の転写終結がストレスにより制御されている可能性は、sRNA遺伝子の転写制御に加えて転写終結段階でのsRNA生合成の調節機構が存在することを示している。
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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
原核生物のsRNAは、転写産物そのものが機能分子として働くとされているが、sRNAの3’末端の形成機構についての実験的アプローチは皆無であった。今回、sRNA遺伝子の転写終結シグナルの直後に第２の転写終結シグナルを挿入したダブルターミネーター系を構築し、sRNAのバイオジェネシスの解明に初めてメスをいれることが可能になった。また、この系を用いた解析は、いくつかの注目すべき発見をもたらした。第１に、sRNA遺伝子の転写ターミネータ―では、予想以上にリードスルーが起こっていること、第２に、リードスルー産物はHfqとの結合能がないこと、したがって、ポリU配列が3’末端に位置することがsRNA機能に必要であること、sRNA遺伝子の転写終結がストレスにより制御されている可能性を見いだしたこと、などである。これらの点をふまえ、本課題研究はおおむね順調に進んでいると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
sRNAの機能における3’末端の連続したU塩基の意義について、U塩基の数、あるいは連続することの必要性に焦点を当て、研究を進める。また、構造解析の研究グループ等と積極的に共同研究を行い、sRNA機能構造の解明に取り組む。sRNA遺伝子の転写終結がストレスにより制御されている可能性については、転写終結領域の配列特異性、及びストレスの種類について系統的に解析する。Hfqの細胞内発現量の解析とHfqの自己制御機構についても研究を進める。ウエスターンブロティング法により種々の発育条件におけるHfqの発現量を定量的に解析し、Hfqの細胞内発現量を明らかにする。また、hfq 遺伝子のコピー数を増大させたときのhfq mRNAおよびHfq発現レベルをノーザンブロティング法およびウエスターンブロティング法により定量的に解析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究実績の概要、及び達成度の通り、平成25年度において本計画研究はおおむね順調に進んだと考えられる。平成26年度での研究計画を、より円滑に効果的に行うために当該助成金を繰り越した。
当該助成金、及び翌年度分として請求した助成金は、今後の研究の推進方策にあげた計画には必要なものであり、特に当該助成金については物品消耗品費として使用を計画している。
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Research Products
(4 results)
