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2022 年度 実施状況報告書

ADPリボシル化酵素PARP7による自然免疫制御の分子構造基盤

研究課題

研究課題/領域番号 22K06109
研究機関東京大学

研究代表者

山下 征輔  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (30769576)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードADPリボシル化酵素 / 構造生物学
研究実績の概要

当該年度においては主にヌクレオチド転移酵素TUT1とU6 snRNAの複合体結晶構造解析および生化学解析に取り組んだ。U6 snRNAはスプライシング反応の触媒活性を担う、真核生物の遺伝子発現に不可欠の因子である。U6 snRNAは成熟過程において様々な修飾を受けることが知られており、ヌクレオチド転移因子TUT1による3'末端のオリゴウリジル化はその一つである。3'末端のウリジン配列はRNA結合タンパク質Lsmの結合部位としてU4/U6 di-snRNPの形成を促進する。私たちはこれまでにヒトTUT1の単体およびヌクレオチドとの複合体構造を明らかにし、ヌクレオチドの認識機構を明らかにしてきたが、U6 snRNAとの詳細な結合様式については不明な点が多かった。
そこで私たちはヒトTUT1とU6 snRNAの複合体のX線結晶構造解析に取り組み、様々なコンストラクトや結晶化条件を検討してきた。その結果、最終的にC末端側を欠損させたヒトTUT1と、U6 snRNAのうちウリジル化反応に必要な領域からなるコンストラクトの組み合わせにおいて結晶化・構造決定に成功した。複合体構造中でTUT1は複数のドメインを協働的に利用することによってU6 snRNAの複数の特徴を認識し、高い特異性・親和性で3'末端へのウリジル化反応を行うことがわかった。また、立体構造と生化学解析を合わせて、決まった数だけのウリジンを付加させたあとに反応を終結させるメカニズムがあることも明らかにした。これらの結果をまとめ、現在論文投稿中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

前期の課題であるヌクレオチド転移酵素TUT1の解析・論文準備や、今後クライオ電子顕微鏡の実験を開始するためのセットアップに主に取り組んだため。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に基づいて、タンパク質の調製、構造解析に着手する。構造解析の手法としては、おもにクライオ電子顕微鏡を用いることを予定している。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Structure of the<i>Caenorhabditis elegans</i>m6A methyltransferase METT10 that regulates SAM homeostasis2023

    • 著者名/発表者名
      Ju Jue、Aoyama Tomohiko、Yashiro Yuka、Yamashita Seisuke、Kuroyanagi Hidehito、Tomita Kozo
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 ページ: 2434~2446

    • DOI

      10.1093/nar/gkad081

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reversible RNA phosphorylation stabilizes tRNA for cellular thermotolerance2022

    • 著者名/発表者名
      Ohira Takayuki、Minowa Keiichi、Sugiyama Kei、Yamashita Seisuke、Sakaguchi Yuriko、Miyauchi Kenjyo、Noguchi Ryo、Kaneko Akira、Orita Izumi、Fukui Toshiaki、Tomita Kozo、Suzuki Tsutomu
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 605 ページ: 372~379

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04677-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Structural basis for the U6 snRNA uridylylation by human TUT12022

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Yamashita, Kozo Tomita
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会

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公開日: 2023-12-25  

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