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2017 年度 実績報告書

Toxin-antitoxin分子基盤の解明と核酸編集技術・細胞応答制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K14241
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

横田 亜紀子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (20415764)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードToxin-Antitoxinシステム / 蛋白質-核酸相互作用 / RNAシーケンス / 配列特異的認識機構
研究実績の概要

本研究は、原核生物におけるプログラム細胞死やストレス応答を担うToxin-Antitoxin (TA)システムの分子認識機構を考察し、獲得した知見を核酸編集技術・細胞応答制御に応用することを目的とする。
当該年度においては、Deinococcus radiodurans由来トキシン(MazF-DR)と、そのアンチトキシンMazE-DRに着目し、MazF-DRがRNA配列UACAを特異的に切断すること、その切断活性がMazE-DRにより阻害されること、そして一般的にMazFの標的とされるmRNAのみならずtRNAも切断し、複数の異なるメカニズムを介して細胞内翻訳制御を行う可能性があること、を示した。D. radioduransは世界で最も放射線に強い細菌とされ、加えて乾燥、高温・低温、酸化ストレス等に対する耐性も有する究極の極限環境微生物である。そのMazEFの分子レベルでの詳細な解析は、極限環境下での生存戦略を解明する一助となることが期待される。
また、難培養微生物である硝化細菌由来MazFについても解析を行い、非常に珍しいRNA配列を特異的に認識・切断することを発見した。引き続き難培養微生物のTAシステムの毒性発現・制御機構について検証し、有用な難培養微生物の産業応用に貢献していきたいと考える。
さらに、新たに複数の病原菌由来のMazFを精製し、RNA切断活性を確認した。並行して、これら病原菌のMazEFシステムを利用した細胞外致死因子の探索方法を確立するために、必要な実験を行い、基礎データを積み重ねた。今後、これらの結果を活用し、抗生物質のスクリーニング系の開発につなげることを試みる予定である。
そして、これまでに取得した多種多様なRNA interferaseで構成されるライブラリーを構築し、核酸編集技術の実用化を目指すべく、成果の一部については論文化と共に特許出願を行った。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of a Deinococcus radiodurans MazF: A UACA-specific RNA endoribonuclease2017

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto Tatsuki、Ota Yuri、Yokota Akiko、Suyama Tetsushi、Tsuneda Satoshi、Noda Naohiro
    • 雑誌名

      MicrobiologyOpen

      巻: 6 ページ: e00501~e00501

    • DOI

      10.1002/mbo3.501

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Toxin-Antitoxin機構の分子認識機構: RNA干渉酵素の認識切断配列の同定手法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      野田 尚宏、宮本 龍樹、関口勇地、横田 亜紀子、大田 悠里、常田 聡
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
  • [学会発表] SCREENING DISRUPTORS OF THE TOXIN-ANTITOXIN COMPLEX IN STAPHYLOCOCCUS AUREUS2017

    • 著者名/発表者名
      大田 悠里、宮本 龍樹、横田 亜紀子、常田 聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      The 7th Congress of European Microbiologists (FEMS 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] CHARACTERIZATION OF A SEQUENCE-SPECIFIC CUTTER CONSERVED IN THE NITROSOMONAS EUROPAEA CHROMOSOME2017

    • 著者名/発表者名
      宮本 龍樹、横田 亜紀子、大田 悠里、常田聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      The 7th Congress of European Microbiologists (FEMS 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of a chromosomal toxin-antitoxin module conserved in Nitrosomonas europaea2017

    • 著者名/発表者名
      宮本 龍樹、横田 亜紀子、大田 悠里、常田聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      How Dead is Dead Conference V
    • 国際学会
  • [学会発表] 硝化細菌におけるストレス応答機構の解明: Toxin-antitoxin機構はなぜ必要なのか?2017

    • 著者名/発表者名
      宮本 龍樹、横田 亜紀子、大田 悠里、常田聡、野田 尚宏
    • 学会等名
      第二回環境微生物系学会合同大会2017
  • [産業財産権] エンドリボヌクレアーゼ、およびその阻害物質2018

    • 発明者名
      宮本龍樹,横田亜紀子,大田悠里,野田尚宏,常田聡
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-061354 号

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公開日: 2019-12-27  

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