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本研究課題では、始原紅藻Cyanidioschyzon merolaeの核ゲノムに見られる「逆転tRNA」の成熟化と成立過程を明らかにすることを目的として実験を進めてきた。当該tRNAの成熟化過程には、他生物にも見られる一般的なtRNAのプロセシング酵素群が関与すると考えられている。特にtRNAイントロンスプライシング酵素は中心的な役割を果たした可能性が明白であることから、C. merolae由来のこの酵素の調製と特性に関する解析は、逆転tRNA遺伝子の成立過程の解明のためにも急務である。しかし、これまでに大腸菌や培養細胞、in vitro系など、様々なタンパク質発現系を用いたリコンビナントタンパク質の調製を試みたが、いずれも活性型酵素は調製できなかった。異生物細胞内における本酵素のRNA代謝への影響が非常に大きいことが予想される。そこで、平成２７年度はC. merolae細胞内での発現系の構築に着手した。現在、遺伝子の構築途中である。イントロンスプライシング酵素以外にも、tRNAプロセシング酵素が関与すると予想され、それらの酵素タンパク質の調製も試みた。その結果、あるtRNAプロセシング酵素のホモログとされるC. merolaeのタンパク質にはRNA切断活性がないことが明らかとなった。この結果から、相同性解析では検出されない、全く異なる性質の酵素の存在が示唆された。
また、当該遺伝子群の形成において、イントロンを含む重複tRNA遺伝子からの逆転tRNAの形成の可能性を検討したところ、非常に高い効率で成熟体tRNAが形成される可能性が明らかとなった。このことから、我々のモデルは正当性が高いと考えられる。以上の結果から、tRNA遺伝子の進化には、イントロンとそのスプライシング機構が深く関わっていることが示唆された。本研究結果をもとに、様々な変異体tRNA遺伝子を構築し、C. merolae細胞に導入したところ、興味深い現象が見られた。今後はその詳細を解析していく。
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