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tRNAは、数の上では細胞内で最も豊富なRNA種で、真核生物では必要量を確保するため、同一のtRNAは多数の同義遺伝子から低分子RNA用のRNA polymerase III（Pol III）により転写される。翻訳効率を介してプロテオームを左右するtRNA組成は、コドンバイアスと呼ばれる生物種特有の同義コドンの使用頻度の偏りに対応して保たれると考えられてきたが、近年、環境や組織、発生段階でtRNA組成が変化することが明らかとなった。本計画では、出芽酵母を材料とした網羅的tRNA発現解析と系統的な同義tRNA遺伝子の改変実験により、こうしたtRNA組成変化を可能にするtRNAの遺伝子発現制御、特に、今まで想定されていなかったtRNA遺伝子の個別制御の実態を探る。
本年度は開発したtRNAの新規定量法に関する論文の投稿の準備を進め、年度明けには投稿できる状態までに仕上げた。tRNAの個別遺伝子発現の検出系では、イントロンを持つtRNA遺伝子のうち10個の同義遺伝子でコードされたtRNA-LeuCAAに着目した。イントロン配列に多様性が見られるこのtRNAの同義遺伝子のうち、tL(CAA)A、tL(CAA)D、tL(CAA)Lの3遺伝子座からの前駆体tRNAを特異的に検出・定量するRT-PCRの系を確立した。この手法を用いて発酵培地から呼吸培地に生育環境を変化させた際の各遺伝子座の転写状況を比較すると、これらの遺伝子ではその他の同義遺伝子に比べ呼吸培地での発現抑制が強く掛かることを明らかにした。この他、CRISPRiを用いたtRNAの転写抑制系を構築し、tRNA-LeuUAGの発現を1/3程度まで抑制すると生育が悪化するとともに、対応するCUAコドンより「ゆらぎ」で読まれるCUGコドンの翻訳が大きく影響を受けることを見出した。
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