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核酸にコードされた遺伝情報をアミノ酸の配列へと変換する「翻訳システム」は、巨大なRNA-タンパク質複合体であるリボソームを「発動分子」とし、GTPの加水分解をエネルギーとして利用する翻訳因子が協調的に働くことで成り立っている。本研究課題では、タンパク合成を司る分子機械であるリボソームや相互作用するリボスイッチなどのRNA分子に着目し、クライオ電顕で「形を見ながら」「合理的設計」し、翻訳マシナリーを自在に制御し高度化すること目標に研究を推進した。本研究課題では、原核生物及び真核生物のリボソームを、人工的に自在に制御することを目指研究を行った。まず原核生物のリボソームについては、リボソームRNA遺伝子上に特定のタンパク質を認識するアプタマー配列を導入することで、タンパク質スイッチのオン・オフで翻訳の活性を制御するモジュールの開発を行った。また、真核生物においては、リボソームを認識する分子を用いて、その結合の有無で翻訳活性を制御する方法を模索した。代表者が得意とする、クライオ電子顕微鏡単粒子解析を用いて、リボソームRNAに挿入したモジュールを高分解能で構造決定することで、合理的にリボソームの構造をデザインする方法の確立を目指した。実際に、原核生物型においても真核生物型のリボソームにおいても、高分解能での構造取得に成功した。今年度で、本研究課題は終了するが、今後も引き続き研究を発展していけるよう、研究を継続して行く予定である。
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