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2011 年度 実績報告書

CRISPRシステムにおけるAGO2様活性を有するRNP複合体の構造機能解析

公募研究

研究領域細胞シグナリング複合体によるシグナル検知・伝達・応答の構造的基礎
研究課題/領域番号 23121535
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

沼田 倫征  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究員 (10401564)

キーワードRNA / タンパク質 / リボ核タンパク質複合体 / 遺伝子サイレンシング / X線結晶構造解析 / 原核生物
研究概要

CRISPR-Cas システムは原核生物にみられる生体防御機構の1つであり、細胞内に侵入してきたウイルスやプラスミドなどの外来遺伝子の発現を特異的に抑制するという役割を担う。本研究は、CRISPR-Casシステムにおけるエフェクターコンプレックスの作動原理を解明することを目的としている。エフェクターコンプレックスは複数のタンパク質サブユニットと一つのcrRNAから構成されている。まず、エフェクターコンプレックスを構成するタンパク質サブユニットの大腸菌内における発現系を構築した。発現させたタンパク質サブユニットをアフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、ゲルろ過クロマトグラフィーなどを用いて精製した。調製したタンパク質サブユニットを用いて、サブユニット間の相互作用をゲルろ過クロマトグラフィーもしくはプルダウンアッセイにより検討し、サブユニット間の相互作用を解明した。また、合成したcrRNAと精製したタンパク質サブユニットを用いて、in vitroにおける活性の再構成を試みたが、現在のところ再構成には至っていない。次に、各タンパク質サブユニット単独の結晶化、相互作用しあうタンパク質サブユニット同士の複合体の結晶化を試みたところ、2種のタンパク質サブユニットの結晶と1種の複合体結晶が得られた。大型放射光施設フォトンファクトリーにて回折実験を行い、各結晶について4Å程度の回折データを収集した。現在、結晶化条件を最適化しており、今後、各結晶の位相を多波長異常分散法などにより決定する予定である。

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

タンパク質サブユニット間の相互作用を解明し、複合体を調製して結晶が得られ、約4Å程度の回折データを取得している。また、複数のタンパク質サブユニット単独の結晶化とその回折データも取得していることから、おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

得られている結晶の結晶化条件を最適化し、より分解能の高い結晶を調製して、結晶構造を決定する。また、活性の再構成を引き続き試みる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] Biogenesis of 2-agmatinylcytidine catalyzed by the dual protein and RNA kinase TiaS2011

    • 著者名/発表者名
      Terasaka, et al
    • 雑誌名

      Nat.Struct.Mol.Biol.

      巻: 18 ページ: 1268-1274

    • DOI

      doi:10.1038/nsmb.2121

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of tRNA agmatinylation essential for AUA codon decoding2011

    • 著者名/発表者名
      Osawa, et al
    • 雑誌名

      Nat.Struct.Mol.Biol.

      巻: 18 ページ: 1275-1280

    • DOI

      doi:10.1038/nsmb.2144

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of an archaeal tRNA-modification enzyme, TiaS, complexed with tRNAIle2 and ATP2011

    • 著者名/発表者名
      Osawa, et al
    • 雑誌名

      Acta Crystallogr.Sect.F

      巻: 67 ページ: 1414-1416

    • 査読あり

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公開日: 2013-06-26  

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