RNA鎖の連結に関与する酵素群の同定とその性状解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22370066
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 金井 昭夫 慶應義塾大学, 環境情報学部, 教授 (60260329)
• 研究協力者: 慶應義塾大学, 大学院, 学生 ; 慶應義塾大学, 先端生命科学研究所, 技術員
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: RNA連結 / RNAリガーゼ / 超好熱性アーキア / 再構成系 / tRNA

研究概要

超好熱性アーキアであるPyrococcus furiosusをモデル生物として用い、同アーキア由来でRNA鎖の連結に関わると考えられる3種の酵素に対応する遺伝子を単離し、その組換え体タンパク質を大腸菌にて産生、精製した。これらは、我々が発現クローニング法にて見いだした(a)2'-5' RNAリガーゼ様のPF0027タンパク質。また既に報告がある酵素のホモログとして同定した(b) T4 RNAリガーゼタイプのPF0353タンパク質、及び(c) RtcBリガーゼタイプのPF1615タンパク質である。さらに、これらの酵素と関連する複数の遺伝子を単離し、その組換え体タンパク質を用いて試験管内のRNA連結反応を解析する系を構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Alternative genetic code for aminoacids and transfer RNA revisited (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamashima, K. and Kanai, A
  • 雑誌名: BioMolecular Concepts 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic heterogeneity in a naturalarchaeal population suggests a modelof tRNA gene disruption (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugahara, J., Fujishima, K., Nunoura,T., Takaki, Y., Takami, H., Takai, K.,Tomita, M. and Kanai, A
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(3) ページ: e32504.
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0032504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metatranscriptomic analysis ofmicrobes in an ocean-front deepsubsurface hot spring reveals novelsmall RNAs and type-specific tRNAdegradation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami, S., Fujishima, K., Tomita,M. and Kanai, A
  • 雑誌名: Applied andEnvironmental Microbiology 巻: 78(4) ページ: 1015-1022.
  • DOI: doi:10.1128/AEM.06811-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nematode-specific tRNAsthat decode an alternative geneticcode for leucine. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hamashima, K., Fujishima, K., Masuda,T., Sugahara, J., Tomita, M. and Kanai,A.
  • 雑誌名: Nucleic AcidsResearch 巻: 40(8) ページ: 3653-3662.
  • DOI: doi:10.1093/nar/gkr1226
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novelthree-unit tRNA splicingendonuclease found in ultrasmallarchaea possesses broad substratespecificity. (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujishima, K., Sugahara, J., Miller,CS., Baker BJ., Di Giulio, M., Takesue,K., Sato, A., Tomita, M., Banfield, JF.and Kanai, A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 39(22) ページ: 9695-9704.
  • DOI: doi:10.1093/nar/gkr692
  • 査読あり
• [雑誌論文] GTP-dependent RNA 3'-terminalphosphate cyclase from thehyperthermophilic archaeonPyrococcus furiosus. (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato, A., Soga, T., Igarashi, K.,Takesue, K., Tomita, M. and Kanai, A
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 16 ページ: 1190-1199.
  • DOI: doi:10.1111/j.1365-2443.2011.01561.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insights into the evolution ofarchaea and eukaryotic proteinmodifier systems reveled by thegenome of a novel archaeal group (2011)
  • 著者名/発表者名: Nunoura, T., Takaki, Y., Kakuta, J.,Nishi, S., Sugahara, J., Kazama, H.,Chee, G.-J., Hattori, M., Kanai, A.,Atomi, H., Takai, K. and Takami, H.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 39 (8) ページ: 3204-3223.
  • DOI: doi:10.1093/nar/gkq1228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tri-split tRNA: 超好酸好熱性アーキアから発見された3つの遺伝子に分断されたtRNA (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤島皓介、菅原潤一、金井昭夫
  • 雑誌名: 生化学 巻: Vol.82, No.7 ページ: 606-612
  • URL: http://www.jbsoc.or.jp/event/magazine/pdf/82-07-04.pdf
• [学会発表] アーキアにおけるtRNA遺伝子の多様性と進化シンポジウム4SY21 アーキア研究から見える遺伝情報伝達系の保存性と多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20130324-28
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosusにおける3タイプのRNAリガーゼと試験管内tRNA断片連結再構成系の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤朝子、増田豪、冨田勝、伊藤隆、金井昭夫
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] アーキアの進化的位置づけとtRNA遺伝子の分子進化 ワークショップ6 生物進化への新しいアプローチ (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20121211-14
• [学会発表] Molecular evolution of disruptedtransfer RNA genes and their intronsin Archaea. (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kanai
  • 学会等名: 16th Evolutionary BiologyMeeting at Marseilles
  • 発表場所: France
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 真核生物の変則tRNA遺伝子群 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 第14回日本進化学会大会ワークショップWS10「遺伝暗号マジック20の起源と進化」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20120821-24
• [学会発表] A novel three-unit tRNAsplicing endonuclease found in anultrasmall Archaea. RNA2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Fujishima, J. Sugahara, C. S.Miller, B. J. Baker, M. Di Giulio, K.Takesue, A. Sato, M. Tomita, J. F.Banfield and A. Kanai
  • 学会等名: The 17thAnnual Meeting of the RNA Society
  • 発表場所: Michigan, USA
  • 年月日: 20120529-0602
• [学会発表] Characterization of small RNAs byusing a ribosome-enriched fraction inEscherichia coli. RNA2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Murakami, Y. Ikeda, E. Noro, M.Tomita, K. Nakahigashi and A. Kanai
  • 学会等名: The 17thAnnual Meeting of the RNA Society
  • 発表場所: Michigan, USA
  • 年月日: 20120529-0602
• [学会発表] Biochemical Characterization ofThree RNA Ligases from theHyperthermophilic ArchaeonPyrococcus furiosus. RNA2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Sato, T. Masuda, M. Tomita, T. Itohand A. Kanai
  • 学会等名: The17th Annual Meeting of the RNA Society
  • 発表場所: Michigan, USA
  • 年月日: 20120529-0602
• [学会発表] Evolution of disrupted transfer RNAgenes and their introns in Archaea (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kanai
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会 シンポジウム
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] Evolution of disrupted transfer RNAgenes and their introns in Archaea (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kanai
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会 シンポジウム「A new frontier ofcomputational analysis of functionalRNAs
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111213-16
• [学会発表] Systematic analysis of non-codingRNAs and their regulatory proteins. (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kanai
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所およびiFReC(免疫学フロンティア研究センター)合同セミナー (Multilevel Systems Biology:Genomes, Structures, and Networks)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20111116-17
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosusにおける3種のRNA ligaseの性状解析 第84回日本生化学会大会 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫、竹末可奈子、佐藤朝子、増田豪、冨田勝
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会 シンポジウム3S4a「アーキア研究の最前線」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] RNA鎖の末端構造とRNA 連結の酵素について (2011)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 第10回新しいRNA/RNPを見つける会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20110915-16
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcusfuriosus 由来 RNA 3`-terminalphosphate cyclaseは GTP依存にリン酸基の環状化を触媒する (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤朝子、曽我朋義、五十嵐香織、竹末可奈子、冨田勝、金井昭夫
  • 学会等名: 日本Archaea研究会 第24回公演会
  • 発表場所: 鶴岡
  • 年月日: 20110902-03
• [学会発表] Metatranscriptomic analysis ofmicrobial communities in Yunohama Hotspring reveals type-specific tRNAdegradation and novel small RNAs (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Murakami, K. Fujishima, M. Tomita,and A. Kanai
  • 学会等名: RNA2011
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20110614-18
• [学会発表] 機能性RNAとその制御タンパク質から考える生命科学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 富山大学 第72回生命科学先端研究センター学術セミナー
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] 超好熱性アーキアにおける大規模なtRNAイントロン転移現象の進化的考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤島皓介、菅原潤一、冨田勝、金井昭夫
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] メタゲノム情報に基づくアーキアtRNA遺伝子における分断化過程の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅原潤一、藤島皓介、布浦拓郎、高木善弘、高見英人、高井研、冨田勝、金井昭夫
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Stepwise processing of pre-tRNAcontaining three introns in ahyperthermophilic archaeonThermofilum pendens (2010)
  • 著者名/発表者名: 喜久田薫、菅原潤一、藤島皓介、冨田勝、金井昭夫
  • 学会等名: BMB2010 第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Pre-tRNAプロセシングとsiRNAの制御を結ぶ酵素の解析 ワークショップ「機能性RNAとその制御タンパク質から考える生命科学」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: BMB2010 第33回日本分子生物学会年会、第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20101207-10
• [学会発表] Large-scale intron transposition hascontributed to the late gain ofintrons in the deep-branching Archaea. (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fujishima, J. Sugahara, M. Tomitaand A. Kanai
  • 学会等名: The 4th Asian Young ResearchersConference on Computational and OmicsBiology
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20101201-03
• [学会発表] 情報科学と実験科学の手法に基づく機能性RNA研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 第58回日本ウイルス学会学術集会 イブニングシンポジウム「ゲノミクス、情報科学、計算科学とウイルス学」
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20101107-09
• [学会発表] アーキアゲノムにおけるtRNAの多様性と進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤島皓介、菅原潤一、冨田勝、金井昭夫
  • 学会等名: 日本進化学会 第12回東京大会 ワークショップWS6 ゲノムから見る微生物進化
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100802-05
• [学会発表] アーキア由来核酸関連酵素におけるRNAとDNAの曖昧な認識について (2010)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫、佐藤朝子、冨田勝
  • 学会等名: 日本進化学会 第12回東京大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100802-05
• [学会発表] 超好熱性アーキアPyrococcus furiosus のPre-tRNAプロセシングに関わる酵素群の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金井昭夫
  • 学会等名: 第23回日本Archaea研究会講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20100709-10
• [学会発表] Biochemicalcharacterization of a GTP-dependentRNA 3`-terminal phosphate cyclasefrom a hyperthermophilic archaeonPyrococcus furiosus. (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sato, M. Tomita and A. Kanai
  • 学会等名: RNA2010
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20100622-26
• [学会発表] Large-scale transposition of tRNAintrons in the archaeal orderThermoproteales (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fujishima, J. Sugahara, M. Tomitaand A. Kanai
  • 学会等名: RNA2010
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20100622-26
• [学会発表] TheOrigin and Evolution of DisruptedtRNA Genes in Archaea (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Fujishima, J. Sugahara, M. Tomitaand A. Kanai
  • 学会等名: Asian Young Researchers Conference on Computational and Omics Biology 2010
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 20100310-12
• [図書] Evolutionary Biology: Exobiologyand Evolutionary Mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanai, A.
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg,German
• [図書] Archaea: Structure, Habitats andEcological Significanc (2011)
  • 著者名/発表者名: Springer-Verlag Berlin Heidelberg,German
  • 総ページ数: 69-94.
  • 出版者: NovaScience Publishers, Inc. New York