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遺伝子の転写は、転写開始・伸長・終結からなる多段階の複雑なプロセスである。RNAポリメラーゼ (RNAP) は、それ単独では遺伝子の転写を遂行することはできず、多くの転写因子がRNAPと複合体を形成してその機能を補助することで転写は達成される。転写を担うRNAP複合体の構造および転写因子等による制御のメカニズムを解明するために、本年度は以下のように研究を進めた。
これまでに、RNAポリメラーゼII (RNAP II) にヌクレオソームDNAを転写させて得られた反応産物をクライオ電子顕微鏡をもちいて解析することで、RNAP IIが如何にしてヌクレオソーム構造をとったDNAを転写するのかを明らかにした。また、転写伸長因子の存在下で得られた複合体のクライオ電子顕微鏡解析により、これらの因子がどのようRNAP IIを助け、スムーズなヌクレオソームDNAの転写を実現しているのかを明らかにした。本年度は引き続き、さらに多くの因子を用い、真核生物の核内で起こっているDNAの転写の本質を明らかにすべく研究を進めた。
細菌では、RNAPによるDNAの転写はリボソームによるmRNAの翻訳と密に連携している。細菌のRNAPとリボソームが組み合わさって形成される転写・翻訳共役複合体を試験管内で再構成し、クライオ電子顕微鏡解析を行なった。特に、転写と連携した翻訳開始に着目し、RNAP転写伸長複合体にリボソーム30Sサブユニットが結合した複合体の構造解析を推進した。また、転写の最終段階では、転写終結因子RhoがRNAPにアクセスし、DNA/RNAの解離を促して転写を終結に導く。Rhoによる転写終結のメカニズムを明らかにするために、Rho-RNAP複合体の構造機能解析を進めた。
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