タウリンの動態解析による生体内での新たな役割の解明

• Project/Area Number: 04J10351
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鈴木 健夫 東京大学, 大学院工学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: tRNA / ミトコンドリア / 転写後修飾 / タウリン / LC / MS

Research Abstract

tRNAのウォブル位における転写後修飾は、正確なデコーディングが行われるために必要なプロセスである。ヒトミトコンドリア脳筋症MELAS・MERRFでは、原因点変異を有するミトコンドリア(mt)tRNA^<Leu(UUR)>、tRNA^<Lys>のウォブル位修飾の欠損により、コドン認識能に異常を生じることが発症の原因であると考えられている。ヒトミトコンドリアtRNAのウォブル位修飾ウリジンである5-タウリノメチル(-2-チオ)ウリジン(τm^5(s^2)U)の修飾構造の一部は細胞外タウリンに由来することが明らかになっていることから、タウリン欠乏症と修飾欠損との関連について、タウリン欠乏症を発症したネコを対象にmt tRNAの解析を行っている。
野生型およびタウリン欠乏症由来のネコ肝臓から総RNAを抽出し、τm^5(s^2)Uを持つmt tRNA^<Glu>・tRNA^<Trp>を単離した。高感度化された液体クロマトグラフィー/マススペクトロメトリー(LC/MS)によりtRNAのRNase T1分解物の測定を行い、τm^5(s^2)Uを含む断片の検出を行ったところ、野生型・タウリン欠乏症型のいずれからもτm^5(s^2)Uを含む断片が検出され、修飾欠損により未修飾ウリジンもしくは別の異なる質量を示す断片は見出されなかった。生体外タウリンが欠乏してもτm^5(s^2)Uの生合成は維持されており、τm^5(s^2)U構造の重要性および、タウリン欠乏症の発症がτm^5(s^2)U生合成以外の作用によるものであることが示唆された。肝臓以外の組織におけるτm^5(s^2)U修飾状態の解析や、mt tRNAの定常状態量の測定等tRNAの機能面に着目した解析が検討されている。
また、本研究におけるmt tRNAの微量解析法確立への要請から、LC/MSにおける微量RNA解析法の確立と、低分子RNAの末端構造解析における寄与があった。

Research Products

• [Journal Article] The 3'-termini of mouse piRNA are 2'-O-methylated (2007)
  • Author(s): Ohara, T., Sakaguchi, Y., Suzuki, T., Ueda, H., Miyauchi, K., Suzuki, T.
  • Journal Title: Nat Struct Mol Biol. 14 Pages: 349-350
• [Journal Article] Mass spectrometric analysis of 3'-terminal nucleosides of non-coding RNAs (2007)
  • Author(s): Suzuki, T., Sakaguchi, Y., Suzuki, T.
  • Journal Title: Nat. Protocols
• [Journal Article] Mass spectrometric identification and characterization of RNA-modifying enzymes (2007)
  • Author(s): Suzuki, T., Ikeuchik, Y., Noma, A., Suzuki, T., Sakaguchi, Y.
  • Journal Title: Methods Enzymol. (In press)
• [Journal Article] Chaplet column chromatography : isolation of a large set of individual RNAs in a single step. (2007)
  • Author(s): Takeo Suzuki, Tsutomu Suzuki
  • Journal Title: Methods Enzymol. (In press)
• [Journal Article] Mitochondria-specific RNA-modifying enzymes responsible for the biosynthesis of the wobble base in mitochondrial tRNAs : implications for the molecular pathogenesis of human mitochondrial diseases (2005)
  • Author(s): Noriko Umeda, Takeo Suzuki, Masashi Yukawa, Yoshikazu Ohya, Heisaburo Shindo, Kimitsuna Watanabe, Tsutomu Suzuki
  • Journal Title: J.Biol.Chem 280 Pages: 1613-1624
• [Journal Article] Mass spectrometric analysis of non-coding RNA (2004)
  • Author(s): Tsutomu Suzuki, Yosiho Ikeuchi, Takeo Suzuki
  • Journal Title: Experimental medicine 22 Pages: 2511-2522