新規RNA-seq解析による腸内細菌科細菌のRNA制御ネットワークの解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19KK0406
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 宮腰 昌利 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (60755809)
• Project Period (FY): 2020 – 2022
• Keywords: 転写後調節 / small RNA / 3´UTR / サルモネラ / 大腸菌

Outline of Annual Research Achievements

細菌は様々な環境で生育するために転写、転写後、翻訳後等の各段階で遺伝子発現を適切に制御する必要があり、その機構を理解することは細菌感染症の抑止に重要である。これまでに細菌における転写後調節を司るsmall RNA (sRNA)と同様に、一部のmRNAの3´UTRが遺伝子発現を調節する機能を持つことが明らかになった。本研究では、サルモネラにおいてmRNA塩基配列から推測された複数の機能性3’UTRを同定し、それらの機能を解明することを目的とし、機能性3´UTRと塩基
対形成するsRNA、mRNA、tRNAなどの転写産物のペアを新規RNA-seq法により網羅する。
現在解析を進めているグルタミン合成酵素遺伝子glnAはサルモネラの病原性発現に重要であることが知られている。サルモネラにおいてglnA mRNAの3´UTRはRNase Eによって2種類のsRNA GlnZ1とGlnZ2をプロセシングすることを明らかにした。同様に、大腸菌K12株ではglnA mRNAはRNase Eによって単一のsRNA GlnZをプロセシングすることを明らかにした。ゲノム解析の結果、大腸菌のglnA 3´UTRは長さが異なる3つのタイプ（K12株、O111株、O157株）に分類されることが明らかとなった。GlnZの標的mRNAを海外共同研究者が実施したサルモネラにおけるRNA-seq解析の結果を利用して探索した。GFP翻訳融合体の蛍光強度を蛍光マイクロプレートリーダーを用いて定量解析し、標的mRNAが実際に転写後調節を受けるか実験的に検証を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2021年度は、外務省感染症危険レベル3であったため渡航先への入国が許可されなかった。予定されていた実験が実施できなかったため、本研究の進捗は遅れている。しかし、所属研究機関で実施可能な実験については可能な範囲で実施し、研究結果は渡航先とオンラインで情報共有を行った。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は現在のところ外務省感染症危険レベル2となり、渡航先への入国が可能となった。2021年度に予定していた研究を現地で実施する予定である。