2022 年度研究成果報告書

RNAポリメラーゼによる転写終結メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K15082
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	構造生物化学
研究機関	国立研究開発法人理化学研究所
研究代表者	村山祐子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, 研究員 (50708592)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2023-03-31
キーワード	転写終結メカニズム / クライオ電子顕微鏡構造解析
研究成果の概要	RNAPは、DNA上の遺伝情報をRNAへと転写する巨大なタンパク質複合体である。RNAPが遺伝子の読み取りを終わらせる段階は転写終結段階と呼ばれ、遺伝子発現の的確な制御に重要であるが、そのメカニズムには多くの謎が残されていた。本研究では、Rhoと呼ばれるタンパク質が転写終結を引き起こすプロセスを理解するために、構造生物学的研究を行った。Rho依存的な転写終結を試験管内で再現する系を確立し、さらにクライオ電子顕微鏡構造解析により、Rhoタンパク質が転写中のRNAPに結合した複合体の立体構造を明らかにした。
自由記述の分野	構造生物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	Rhoは古くから知られた転写終結因子で、その機能については約50年にわたり研究されてきたが、RhoがどのようにRNAPや新生RNAと相互作用し、転写終結を引き起こすのかについては分かっていなかった。本研究は、Rhoが新生RNAを介して転写中のRNAPに結合した姿を初めて捉えたもので、転写終結という細胞の基本的なプロセスの理解に大きく貢献すると期待できる。また、Rho依存的転写終結は翻訳や転写の制御をはじめとするさまざまな細胞内プロセスと協調して行われている。細胞はこれらのプロセスを状況に応じて調節しながら実行することでその機能を維持しており、本研究はその仕組みの理解を推し進めるものである。