| 研究課題/領域番号 |
20H05690
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
大区分G
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
関根 俊一 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50321774)
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| 研究分担者 |
鯨井 智也 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (70823566)
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| 研究期間 (年度) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
189,150千円 (直接経費: 145,500千円、間接経費: 43,650千円)
2023年度: 31,590千円 (直接経費: 24,300千円、間接経費: 7,290千円)
2022年度: 31,590千円 (直接経費: 24,300千円、間接経費: 7,290千円)
2021年度: 50,830千円 (直接経費: 39,100千円、間接経費: 11,730千円)
2020年度: 43,810千円 (直接経費: 33,700千円、間接経費: 10,110千円)
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| キーワード | RNAポリメラーゼ / 転写 / ヌクレオソーム / リボソーム / クライオ電子顕微鏡 / 転写因子 / 転写伸長因子 / ヒストンシャペロン / 転写終結因子 / ncRNA / Rho / クライオ電顕 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
DNAの遺伝情報をRNAに転写する巨大なタンパク質複合体であるRNAポリメラーゼは、細胞内の様々な分子と相互作用し、多くの生命機能を支え るハブとして機能している。本研究では、RNAポリメラーゼを中心に、ヌクレオソームやエピジェネティクス因子、巨大転写因子、RNAプロセシング因子、リボソーム等を含めた超複合体の構造解析を行うことで、転写のメカニズムおよび転写と他の生命機能との相互連関の構造基盤を解明する。
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| 研究実績の概要 |
DNAの遺伝情報をRNAに転写する巨大なタンパク質複合体であるRNAポリメラーゼは、細胞内の多数の分子と相互作用し、様々な生命機能を支えるハブとして機能している。しかしながら、転写と諸機能との接点で形成される分子の実体やその構造、機能や制御のメカニズムはほとんど分かっていない。重要な生命機能を担う高次複合体の構造基盤を解明するために、本年度は以下のように研究を進めた。
真核生物では、ゲノムDNAは高度に組織化されたクロマチン構造をとって細胞核内に収納されている。RNAポリメラーゼII (RNAPII)によるmRNAの転写は、クロマチン構造によって高度な制御を受けている。転写の初期段階において、一般に、RNAPIIは転写開始点の近傍で転写を休止する(Promoter-proximal pausing)。この現象の構造基盤を明らかにするために、ヌクレオソーム上で休止した哺乳類RNAPII転写伸長複合体の構造をクライオ電子顕微鏡を用いて解析した。
RNAPIIは、遺伝子の末端まで転写を行うと、DNAとRNAを解離して転写を終結する。この転写終結の分子メカニズムを明らかにするために、転写終結を担うヌクレアーゼとRNAPIIとの複合体の構造解析を進め、複数の構造を決定した。
細菌では、mRNAの転写を行っている最中のRNAPにリボソームが結合し、転写と翻訳は同調して行われる。RNAPによって転写されつつあるmRNA上に、リボソームのサブユニットや翻訳開始因子が集合して翻訳を開始する過程をクライオ電子顕微鏡で解析し、転写と共役した翻訳開始の構造基盤を明らかにした。
また、デングウイルスのゲノム複製を担うタンパク質-RNA複合体の構造を解析し、ウイルス複製における主要なステップの構造基盤を明らかにすることに成功した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 評価記号 |
中間評価所見 (区分)
A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の進展が認められる
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