| 研究課題/領域番号 |
18K06180
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
三好 知一郎 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (60378841)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | トランスポゾン / LINE-1 / ゲノム維持 |
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| 研究実績の概要 |
トランスポゾンはゲノム上を転移する可動性の因子である。これらの転移は短期的には疾患にもつながる遺伝子破壊を引き起こすが、長期的に見れば遺伝子発現調節の最適化や宿主の生存に有利となるゲノム構造変化を生み出し、進化の原動力となり得る。ヒトゲノムの17%を占めるLong INterspersed Element-1 (L1)は、ヒトで唯一自律的に転移することができるトランスポゾンだが、未だそのゲノムへの侵入機構はよく分かっていない。現在提唱されているモデルから、その転移には宿主タンパク質の関与が予想されている。そこで本研究では、申請者がこれまでに同定したL1と相互作用する宿主タンパク質の中から、転移に重要な因子をスクリーニングにより絞り込み、未解明の宿主因子によるL1転移制御機構について調べた。
本年度は、DNA修復に関わる宿主タンパク質であるPARP1とPARP2が関わる分子機構を詳細に解析した。その結果、PARP2によって作り出される翻訳後修飾の一つであるpoly(ADP-ribose)が、一本鎖DNA結合タンパク質であるRPAと相互作用すること、さらにRPAがL1の転移中間体を保護することを見出し、国際誌に報告した。引き続き前年度からの課題である機能未知のL1制御因子群の解析にも進展が見られた。候補となる制御因子の一つユビキチンリガーゼは他のユビキチンリガーゼと連携してL1転移を制御しており、これらを複数同時にノックダウンした細胞では、ほとんどL1の転移が見られなかった。このことから、ユビキチンリガーゼによる転移促進はL1にとって極めて重要であり、その標的基質分子の探索を実施している。また、L1転移の最終段階を担うDNAリガーゼについても生化学的な解析を進めており、L1の持つ酵素活性を利用して、これらDNAリガーゼが転移中間体にリクルートされることが分かってきた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度までのスクリーニングによって解析対象の絞り込みを行い、個別因子の機能解析を進める段階にある。個々の因子の作用機序解明に向けて、特に生化学的な方面からのアプローチが順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
現段階の予想としては、研究対象のユビキチンリガーゼがL1の転移を阻害するタンパク質の分解を促進することで、より転移しやすい条件を作り出していると考えられる。そこで作用機序をより詳細に明らかにするために、下記の実験を実施する。1. SILACを用いて、標的ユビキチンリガーゼをノックダウンした条件下においてタンパク質量が変化する候補を網羅的に解析する。 2. Cas9を利用した遺伝学的スクリーニングにより、標的ユビキチンリガーゼのノックダウンによって低下したL1転移頻度を再び回復させる遺伝子を探索する。これによりその分子機序の詳細を突き止めることができるだろう。また、ミトコンドリア維持に関わる因子は核内のDNA修復因子との相互作用が見いだされたので、それぞれが関わるDNA代謝反応を試験管内の実験系を用いて明らかにし、核内での知られざる役割とL1転移促進のメカニズムを調べる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品費使用について一部使用順序に変更が生じたため、当該助成金の使用を一旦控え翌年分の使用として、当該年度に必要であったものを先に購入したところ、その差額分が生じたため。したがって、当該年度に購入を控えた試薬（主にタンパク質精製試薬）の購入を翌年分として使用する予定となっている。
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