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tRNAレパートリー形成のためのtRNA遺伝子の発現制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06490
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

吉久 徹  兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (60212312)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードtRNA / 転写制御 / 転写因子 / tRNA検出因子 / tRNAレパートリー
研究開始時の研究の概要

翻訳に必須な各tRNAの量比の総体はこれまで静的に保たれると考えられていたが、近年の研究で、生体の内的・外的要因で一定幅で変化することが明らかとなった。しかし、個別のtRNA種の供給(転写)がどのように制御されるかの機構は判っていない。本研究では、個別のtRNA遺伝子(tDNA)の転写制御の機構を、酵母を材料として新たに開発するPol IIIレポーター系を用いて解析、tDNAを個別認識する転写因子や、tRNAの現存量をモニタする因子などの発見を試みる。これによって、今まで明らかでは無かったtRNAの量的制御を供給側で支える仕組みの解明を目指す。

研究成果の概要

翻訳因子であるtRNA種の個別の量的制御機構は未だ判っていない。酵母を用いた分子遺伝学的手法でこの機構を検討するため、tRNA遺伝子(tDNA)のプロモータ活性測定系の構築を目指した。まずはイントロンを含む前駆体tRNAのRT-qPCRを用い、同義遺伝子中、イントロン配列に特徴のあるtDNA由来の前駆体tRNAの量を特異的に分析できることを示した。次に、RNAiにおけるshRNAをtDNAをプロモータとして発現させ、標的であるEGFPの発現抑制でtDNAプロモータ強度を定量できるか検討した。しかし、異なるtDNAを用いても全て強くレポーターを押さえてしまい、定量比較には不向きであった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は今まで知られていなかった個別tRNA遺伝子の発現制御を解析するための研究基盤の構築を試みた。学術的には、生理条件に応じた個別のtRNA遺伝子の発現制御を検出することはできたが、本来の目的である遺伝学的なスクリーニングに耐えるプロモータ活性の測定計の構築には至らなかった。RNAiやCRISPRiに用いられる低分子non-coding RNAの発現をベースとした検出系では、レポーターmRNAの発現量をかなり正確に調製する必要がある。今後は、tDNAプロモータで転写される機能性RNAが直接検出できる系での検討が必要であろう。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Six identical tRNATrpCCA genes express a similar amount of mature tRNATrpCCA but unequally contribute to yeast cell growth2022

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Hayashi, Masaya Matsui, Ayano Ikeda, Tohru Yoshihisa
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 86 号: 10 ページ: 1398-1404

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac134

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] OTTER, a new method for quantifying absolute amounts of tRNAs2021

    • 著者名/発表者名
      Nagai Akihisa、Mori Kohei、Shiomi Yuma、Yoshihisa Tohru
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 27 号: 5 ページ: 628-640

    • DOI

      10.1261/rna.076489.120

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ribosomal protein S7 ubiquitination during ER stress in yeast is associated with selective mRNA translation and stress outcome2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuki Yasuko、Matsuo Yoshitaka、Nakano Yu、Iwasaki Shintaro、Yoko Hideyuki、Udagawa Tsuyoshi、Li Sihan、Saeki Yasushi、Yoshihisa Tohru、Tanaka Keiji、Ingolia Nicholas T.、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 19669-19669

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76239-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 出芽酵母におけるtRNAのオートファジー:tRNautophagy2022

    • 著者名/発表者名
      吉久 徹、笹田 奈友子、入江 百香
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Multiphasic regulation of tRNA repertoires in budding yeast.2022

    • 著者名/発表者名
      Tohru Yoshihisa, Nayuko Sasada, Momoka Irie, Moeka Taniwaki, Akihisa Nagai
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Formation and Maintenance of tRNA Repertoires in Saccharomyces cerevisiae2022

    • 著者名/発表者名
      Nayuko Sasada, Momoka Irie, Moeka Taniwaki, Masaya Matsui, Ayano Ikeda, Sachiko Hayashi, Akihisa Nagai, Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      The 30th Tokyo RNA Club
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵母の6つの完全に相同なtRNATrpCCA遺伝子は、等しく成熟tRNATrpCCAを供給するものの、生育に遺伝子座固有の影響を持つ。2022

    • 著者名/発表者名
      林紗千子、松井将也、池田彩乃、吉久徹
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of tRNA repertoires in the budding yeast.2022

    • 著者名/発表者名
      Nayuko Sasada, Momoka Irie, Akihisa Nagai, Moeka Taniwaki, Sachiko Hayashi, Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      CSH Asia RNA Biology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Paralogue-specific regulation of RPS7/eS7 mRNAs via the 3’-UTR in budding yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Hayashi, Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] tL(CAA)遺伝子のイントロンの有無との奇妙な繋がり:出芽酵母でのRps7パラログ選択性と関連した細胞質及びミトコンドリアでの翻訳2022

    • 著者名/発表者名
      林紗千子、吉久徹
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母におけるtRNAレパートリーの多面的制御2022

    • 著者名/発表者名
      笹田 奈友子、入江 百香、谷脇 萌佳、永井 陽久、吉久 徹
    • 学会等名
      日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 出芽酵母におけるtRNAのオートファジー:tRNautophagy2022

    • 著者名/発表者名
      吉久 徹、笹田 奈友子、入江 百香
    • 学会等名
      日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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