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高等植物における葉緑体RNAエディティングの分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15030219
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋大学

研究代表者

小保方 潤一  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (50185667)

研究分担者 若杉 達也  富山大学, 理学部・生物学科, 助教授 (10212317)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2004年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2003年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワード葉緑体 / RNAエディテイング / トランス因子 / タバコ / in vitro系 / 部位認識機構 / 高等植物 / RNAエディティング / psbE / petB / 部位特異的因子
研究概要

RNAエディティングとはゲノムDNAの配列がRNAレベルで編集(エディティング)される現象である。タバコの葉緑体ゲノムは約16万塩基対の大きさがあり、これまでC→U変換型のエディティング部位が34カ所同定されている。これらのエディティング部位周辺には共通の配列や構造が見つからず、これらのCがどのようにして認識されているのかが大きな謎とされてきた。
本研究課題では、in vitro RNAエディティング系を用いて葉緑体におけるRNAエディティングの分子機構の解析を進めてきた。その結果、psbE遺伝子のmRNAではエディティング部位の上流-15から-6(エディティングされるCを+1)の領域に56kDaのトランス因子(p56)が、また、petB mRNAでは-20から-6までの配列に70kDaのトランス因子(p70)が、それぞれ配列特異的に結合することが明らかになった。つまり、個々のエディティング部位はそれぞれ特異的なタンパク質によって認識されていることが強く示唆された。
ついで、p56をモデルに、エディティング部位とトランス因子の相互作用を、様々な塩基置換やUVクロスリンク法などを用いて詳しく解析した。その結果、p56とエディティング部位との直接の結合がpsbE mRNAのエディティング反応に必須であることが明らかになった。
これらの結果から、部位特異的因子によるエディティング部位認識機構を世界で初めて示した。それは、トランス因子はまず上流シス配列に強く結合し、その一部を標的のCに近付け、接触すればエディティング反応が進行する、というものである。一つのタンパク質が2段階でエディティング部位を認識するこの機構は、他のRNAエディティングにはない、葉緑体独自のものである。さらに、エディティング部位が部位特異的因子に直接認識されることから、一つのタンパク質が部位決定とC→U変換反応の両方を行う可能性が示唆された。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Rice nuclear genome continuously integrates, shuffles and eliminates the chloroplast genome to cause chloroplast-nuclear DNA flux.2005

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, M., Ito, Y., Yamauchi, R., Obokata, J.
    • 雑誌名

      The Plant Cell 17

      ページ: 665-675

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A site-specific factor interacts directly with its cognate RNA editing site in chloroplast transcripts.2004

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, T., Obokata, J., Sugiura, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101

      ページ: 48-52

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] In vitro evolution of translational regulatory cis-elements.2004

    • 著者名/発表者名
      Nagao, I., Masuyama, K., Obokata, J.
    • 雑誌名

      Endocytobiosis and Cell Research 15

      ページ: 385-389

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Core promoter diversity and photosynthesis gene regulation.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M., Tsunoda, T., Yoshitsugu, T., Obokata, J.
    • 雑誌名

      Endocytobiosis and Cell Research 15

      ページ: 300-308

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] In vitro editing system from higher plant chloroplasts.2004

    • 著者名/発表者名
      Hirose, T., Miyamoto, T., Obokata, J., Sugiura, M.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology 265

      ページ: 333-344

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Hasegawa, K., Yukawa, Y., Obokata, J., M Sugiura: "The tRNALeu-like sequence within the promoter of an Arabidopsis clock-regulated gene is functional : efficient transcription by an RNA polymerase-III dependent in vitro transcription system."Gene. 307. 133-139 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sasaki, T., Y.Yukawa, T.Miyamoto, J.Obokata, M.Sugiura: "Identification of RNA editing sites in chloroplast transcripts from the maternal and paternal progenitors of tobacco (Nicotiana tabacum) : comparative analysis shows the involvement of distinct trans-factors for ndhB editing"Molecular Biology and Evolution. 20. 1028-1035 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, T., Y.Furuhashi, K.Hasegawa, H.Hashimoto, K.Watanabe, J Obokata, M.Sugita, M Sugiura: "Array-based analysis on tobacco plastid transcripts : preparation of a genomic microarray containing all genes and intergenic regions."Plant Cell Physiol. 44. 861-867 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nagao, I., J.Obokata: "Poly (U) motif in the 5?c untranslated region enhances the translational efficiency of the b-glucuronidase mRNA in transgenic tobacco."Plant Science. 165. 621-626 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Miyamoto, T., J Obokata, M Sugiura: "A site-specific factor interacts directly and sequence specifically with its cognate RNA editing site in chloroplast transcripts."Proc Natl Acad Sci USA. 101. 48-52 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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