pre-tRNA cappingが担う新規翻訳制御機構の解明

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令和4年度は、pre-tRNA cappingの生理的機能・生物学的意義の解明のため、以下のような実験を行った。キャップ化されたtRNA前駆体の網羅的解析法、CaSh-seqの改良・解析を実行した。解析の結果、ほぼすべてのtRNAキャップ化効率(Cap score)を算出することに成功した。このCap scoreはtRNA分子の5’末端の構造的自由度と正の相関があること、また熱ストレス下においてこのCap scoreが有意に向上することが示された。また、一般にキャップ化が行われる塩基は転写開始点であると推定できることから、CaSh-seqのデータを詳細に解析することで、ほぼすべての細胞質tRNAの転写開始点を決定することが出来た。また複数の転写開始点（Multi TSS)を持つtRNA遺伝子の存在も示唆され、このうち一部の遺伝子は単離tRNAのLC/MS解析によりMulti TSSが確認できた。キャップ化tRNA前駆体の生物学的な機能としては、翻訳開始因子eIF-4Eとの結合により、mRNAと競合して、キャップ依存的な翻訳を抑制する機能があることがin vitro翻訳実験、in vivoレポーターアッセイの解析から明らかとなった。これらの実験・解析結果から、キャップ化tRNA前駆体は単なる成熟化過程における中間分子に留まらず、熱ストレス下での翻訳制御に関わる機能的な分子である可能性が強く示唆される。