植物オルガネラ遺伝子発現を統御するPPR蛋白質によるRNA配列認識機構の解明

• Project/Area Number: 22870029
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 奥田 賢治 中央大学, 理工学部, 助教 (60423505)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,146,000 (Direct Cost: ¥2,420,000、Indirect Cost: ¥726,000); Fiscal Year 2011: ¥1,508,000 (Direct Cost: ¥1,160,000、Indirect Cost: ¥348,000); Fiscal Year 2010: ¥1,638,000 (Direct Cost: ¥1,260,000、Indirect Cost: ¥378,000)
• Keywords: PPR蛋白質 / 葉緑体 / 遺伝子発現

Research Abstract

植物オルガネラにおいて、RNA編集は転写産物中の特定のC塩基をUへと変換する。これまでに同定されたRNA編集の部位特異的因子はすべてpentathco-peptide repeat(PPR)蛋白質である。特定のPPR蛋白質機能の欠損はしばしば複数のサイトの欠損を生じる。多くの場合、これら編集サイトのシス配列は一次配列の保存性が低い。一つのPPR蛋白質が複数の編集サイトに共有される分子機構はまだよくわかっていない。我々は、互いに部分的に保存、または保存されていない標的配列を認識することが予測されるPPR蛋白質OTP82とCRR22に着目した。大腸菌発現系を用いて組み換えOTP82とCRR22を発現、精製した。組み換えOTP82は標的サイトの-15～0領域に特異的に結合した。組み換えCRR22はndhB7およびndhD5サイトの-20～0領域、およびrpoB3サイトの-17～0領域に特異的に結合した。遺伝学的データとあわせて、我々はOTP82とCRR22が葉緑体における複数の編集サイトの部位特異的因子として働くことを結論した。加えて、配列相同性を示さないシス配列へのCRR22の高親和性結合は、シス配列中におけるある特定のヌクレオチドのみがPPR蛋白質の高親和性結合に十分であることを示唆した。それゆえ、シス配列は一次配列上保存性が低くても一つのPPR蛋白質によって認識されることができると考察した。

Research Products

• [Journal Article] PROTON GRADIENT REGULATION 3 recognizes multiple targets with limited similarity and mediates translation and RNA stabilization in plastids (2011)
  • Author(s): Cai W, Okuda K, Peng L, Shikanai T
  • Journal Title: Plant J Volume: 67 Issue: 2 Pages: 318-327
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04593.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The pentatricopeptide repeat protein OTP87 is essential for RNA editing of nad7 and atp1 transcripts in Arabidopsis mitochondria (2011)
  • Author(s): Hammani K, des Francs-Small CC, Takenaka M, Tanz SK, Okuda K, Shikanai T, Brennicke A, Small I.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. Volume: 286 Issue: 24 Pages: 2136-2171
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.230516
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The role of plant-specific PPR proteins in chloroplast RNA editing (2011)
  • Author(s): 奥田賢治(第一著者)
  • Journal Title: Photosynthesis Volume: (掲載決定(印刷中))
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Exploring the Molecular Mechanisms of Chloroplast RNA editing (2011)
  • Author(s): 奥田賢治(代表)
  • Organizer: UWA ARC Centre of Excellence, visiting seminar
  • Place of Presentation: 西オーストラリア大学(パース)
  • Year and Date: 2011-08-17
• [Presentation] PPR蛋白質による複数のRNA編集サイト認識の分子機構 (2011)
  • Author(s): 奥田賢治(代表)
  • Organizer: 第52回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台)
  • Year and Date: 2011-03-20
• [Presentation] The role of plant-specific PPR proteins in chloroplast RNA editing (2010)
  • Author(s): 奥田賢治(代表)
  • Organizer: 15th International Congress of Photosynthesis
  • Place of Presentation: Friendship Hotel(北京)
  • Year and Date: 2010-08-22
• [Book] Methods in molecular biology (2011)
  • Author(s): 奥田賢治(第一著者)
  • Total Pages: 10
  • Publisher: Springer publishing
• [Book] Methods in molecular biology (2011)
  • Author(s): 奥田賢治(第一著者)
  • Publisher: Springer publishing(掲載決定(印刷中))