新規RNA-seq解析による腸内細菌科細菌のRNA制御ネットワークの解明

• Project/Area Number: 19KK0406
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 宮腰 昌利 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (60755809)
• Project Period (FY): 2020 – 2022
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
• Keywords: 転写後調節 / small RNA / 3´UTR / サルモネラ / 大腸菌

Outline of Annual Research Achievements

細菌は様々な環境で生育するために転写、転写後、翻訳後等の各段階で遺伝子発現を適切に制御する必要があり、その機構を理解することは細菌感染症の抑止に重要である。これまでに細菌における転写後調節を司るsmall RNA (sRNA)と同様に、一部のmRNAの3´UTRが遺伝子発現を調節する機能を持つことが明らかになった。本研究では、サルモネラにおいてmRNA塩基配列から推測された複数の機能性3’UTRを同定し、それらの機能を解明することを目的とし、機能性3´UTRと塩基対形成するsRNA、mRNA、tRNAなどの転写産物のペアを新規RNA-seq法により網羅する。
現在解析を進めているグルタミン合成酵素遺伝子glnAはサルモネラの病原性発現に重要であることが知られている。glnA mRNAの3´UTRはRNase Eによって2種類のsRNA GlnZ1とGlnZ2をプロセシングすることを明らかにした。GlnZ1およびGlnZ2の標的mRNAを海外共同研究者が実施したサルモネラにおけるRNA-seq解析の結果を利用して探索した。GFP翻訳融合体の蛍光強度を蛍光マイクロプレートリーダーを用いて定量解析し、標的mRNAが実際に転写後調節を受けるか実験的に検証を行った。さらに、渡航先で行う予定のRNA-seq解析に関して、in vitroで合成した既知のmRNAを用いた条件検討と変異株の作製を行っている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2020年度は、海外共同研究者が実施したサルモネラにおけるRNA-seq解析の結果を利用して、Hfqと結合する3´UTRの標的RNAをin silicoの塩基配列解析で予測し、サルモネラにおけるmRNAの3´UTRの機能について逐次実験的な検証を行った。また、渡航先で行う予定のRNA-seq解析について予備的な実験を行い、順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

現在のところ渡航先への入国が制限されているため、2021年度に予定している渡航期間に現地で研究を実施できるか見通しは立っていない。渡航制限が解除されるまでの期間は、オンラインでの情報共有を進める予定である。また、所属研究機関で実施可能な実験については可能な範囲で実施する。