人工細胞モデル構築のためのRNA転写後修飾複合体装置の試験管内再構成

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18048032
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 堀 弘幸 愛媛大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20256960)
• 研究分担者: 渡邊 洋一 東京大学, 大学院・医学研究科, 准教授 (90323568) ; 富田 耕造 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, 研究グループ長 (00345274)
• キーワード: 核酸 / 酵素 / 生体分子 / ゲノム / 進化

研究概要

生体内で、RNAが生理作用を発揮するためには、RNA修飾、スプライシング、プロセシングといった様々な編集・加工の工程(転写後修飾)を経る必要があります。転写後修飾は、様々なタンパク質が経時的に前駆体RNAにアッセンブリし、作用することにより起こります。本申請は、この転写後修飾装置を試験管内で再構成し、その基本システムを解明することを目標としました。
(1)TrmH-AdoMet-tRNA三者複合体を調製するため、TrmHの認識部位の部がデオキシ体となったキメラRNA-DNA核酸を合成した。これらのうち、いくつかは触媒反応の進行をくい止める効果があり、反応中間体に近い複合体形成に成功した。この成果を受け、平成19年度はX線結晶構造解析に着手し、結晶化条件をいくつか見いだした。
(2)この複合体を用いて、ハイドロキシラジカルプロービングをおこない、TrmHのC末端(tRNAI選択部位)と接触する部位がtRNAの三次元コア内部にあることを見いだし報告した。
(3)Aquifex aeolicus由来TrmBのC末端構造が二量体インターフェースの一部であることを確認し、高温環境下でのタンパク質構造の安定性およびメチル基転移部位の選択性に寄与することを報告した。
(4)無細胞翻訳系により、ヘテロサブユニットRNA修飾酵素(Trm8-Trm82)の試験管内合成に成功し、その詳細について報告した。

研究成果

• [雑誌論文] The C-terminal region of thermophilic tRNA (m^7G46) methyltransferase (TrmB) stabilizes the dimer structure and enhances fidelity of methylation. (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Tomikawa, A. Ochi, and H.Hori
  • 雑誌名: Proteins: Structure, Function and Bioinformtics 71 ページ: 1400-1408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Hetero Subunits RNA Modification Enzyme by Wheat Germ Cell-Free Translation System (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Matsumoto, C. Tomikawa, T.Toyooka, A. Ochi, Y. Takano, N.Takayanagi, M. Abe, Y. Endo, and H. Hori
  • 雑誌名: J.of Biotechnol. 133 ページ: 453-460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hetero subunit interaction and RNA recognition of yeast tRNA (m7G46) methyltransferase synthesized in a wheat germ cell-free translation system (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Muneyoshi, K. Matsumoto, C.Tomikawa, T. Toyooka, A. Ochi, T. Masaoka, Y. Endo, and H. Hori
  • 雑誌名: Nucleic Scids Res. Symp. Ser. 51 ページ: 359-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroxyl Radical Probing of tRNA (Gm18) methyltransferase [TrmH]-AdoMet-artificial tRNA ternary complex (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi, and H. Hori
  • 雑誌名: Nucleic Scids Res. Svtnp. Ser 51 ページ: 373-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differences in substrate selectivity of the new SPOUT superfamily of methyltransferases (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Toyooka, and H. Hori
  • 雑誌名: Nucleic Scids Res. Symp. Ser 51 ページ: 445-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complex Formations between Artificial RNA-DNA Chimera Nucleic Acids and RNA Modification Enzymes (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi, and H. Hori
  • 雑誌名: Micro-NanoMechatronics and Human Science2007 CEP07768-CDR ページ: 113-118
  • 査読あり
• [学会発表] Transfer RNA methylation in ThemtHS thermophilus (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Hori, C. Iwashita, A. Shinkai, C. Tomikawa, Y. Terui C. Nakamoto, K. Watanabe, N. Shigi, T. Suzuki, Y. Endo, T. Oshima, and K. Watanabe
  • 学会等名: tRNA workshop 2007
  • 発表場所: Uppsala, Sweden
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] Chemical probing of tRNA-protein interface in TrmH-AdoMet-artificialtRNA ternary complex (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi, and H. Hori
  • 学会等名: tRNA workshop 2007
  • 発表場所: Uppsala, Sweden
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] Functions of C-terminal region of thermophilic tRNA (m^7G46) methyltransferase (TrmB (2007)
  • 著者名/発表者名: C. Tomikawa, and H. Hori
  • 学会等名: tRNA workshop 2007
  • 発表場所: Uppsala, Sweden
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] Substrate Recognition of Trml [tRNA(m^2_2G26) methyltransferase] from Aquifex aeolicus. (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Awai, Ihsanawati, T. Toyooka, Y. Bessho, S. Yokoyama, and H. Hori
  • 学会等名: tRNA workshop 2007
  • 発表場所: Uppsala, Sweden
  • 年月日: 2007-11-02
• [学会発表] 翻訳伸長因子EF-TuとtRNA修飾酵素の相互憚用解析系の構築 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村 仁, 堀 弘幸
  • 学会等名: 高度好熱菌丸ごと一匹プロジェクト第6回連携研究会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2007-08-03
• [学会発表] RNAメチル化酵素とキメラ核酸の複合体形成メカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 越智 杏奈, 堀 弘幸
  • 学会等名: 分子・細胞・組織操作を目指したシステム細胞工学 女性研究者による医学・理学・工学融合分野
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-08-03
• [学会発表] 生命ドメインの変遷に伴うtRNA (m^7G46)メチル化酵素の分子進化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 冨川千恵, 松本啓介, 豊岡 峻, 越智杏奈, 高柳直行, 高野 義孝, 遠藤弥重太, 堀 弘幸
  • 学会等名: 第9回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-07-30
• [学会発表] SPOUTスーパーファミリーメチル化酵素の構造と機能の相関 (2007)
  • 著者名/発表者名: 豊岡 峻, 堀 弘幸
  • 学会等名: 第9回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2007-07-29
• [備考]
  • URL: http://www.ehime-u.ac.jp/~achem/bchem/