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Clp1の分子進化を模倣した人工キメラClp1の機能検証

模拟 Clp1 分子进化的人工嵌合体 Clp1 的功能验证

基本信息

批准号：
20J21288
负责人：
齋藤元文
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Clp1は真核生物においてRNA鎖の5'末端に対して, polynucleotide kinase (PNK)活性を有しており, 前駆体tRNAスプライシングやmRNA 3'末端の形成に関与する. さらに, 真核生物にはClp1ファミリータンパク質としてNol9/Grc3が存在し, 前駆体rRNAプロセシングに寄与している. しかしながら, Clp1ファミリータンパク質がどのように分子進化を遂げ, 多様化してきたのか明らかとなっていない. また, 原核生物のClp1はRNA鎖とDNA鎖の両方にPNK活性を示すのに対し, これまで知られている真核生物のClp1はRNA鎖に限定されている傾向にあり, 真核生物の進化過程で, いつ基質特異性を獲得したのか未解明である. 本研究では, 真核生物の完全長ゲノムの大規模な分子進化解析を実施し, 推定された真核生物の初期型Clp1のPNK活性を実験的に検証した.昨年度まで, 原生生物のEuglenozoaで, 真核生物におけるClp1ファミリータンパク質進化の起源と考えられるタンパク質群を発見し, Euglenozoaで代表的なTrypanosoma brucei TREU927のClp1が, RNA鎖に対してのみPNK活性を示すことを見出した.今年度は, Clp1ファミリータンパク質に関して, 詳細なタンパク質ドメイン構造解析を実施し, 多様化の謎に迫った. その結果, 全ゲノム重複の頻度が高いと推定された種を含む魚類の真骨類や, 被子植物ではタンパク質のアイソフォームに加えて, タンパク質ドメインを部分的に改変していくことでClp1タンパク質を多様化していた. 最後に, 以上の知見をまとめ上げ, Clp1ファミリータンパク質の統合的な分子進化モデルに関する論文を国際学術雑誌に投稿した.

Clp1 is associated with the 5'end of the RNA lock in eukaryotes, has polynucleotide kinase (PNK) activity, and is involved in the formation of the 3' end of tRNA. Today, eukaryotes have the ability to control the expression of Nol9/Grc3, and their precursor rRNA has the ability to control their expression. Clp1: Molecular evolution, diversity, and diversity. In addition, the expression of PNK activity in prokaryotic Clp1 against RNA lock and DNA lock has been shown to be related to the tendency of eukaryotic Clp1 against RNA lock restriction. In the evolutionary process of eukaryotic organisms, the acquisition of matrix specificity has not been clarified. In this study, we performed a large-scale molecular evolution analysis of complete eukaryotes, and demonstrated the activity of PNK in putative eukaryotic early Clp1. Last year, the origin and evolution of protozoa and eukaryotes were examined, and Trypanosoma brucei TREU927, represented by Euglenozoa, was identified. This year, Clp1 is the first time that the quality of the product is related to the quality of the product. The detailed quality of the product is analyzed and implemented. As a result, the frequency of total duplication was higher in all species, including fish, angiosperms, and angiosperms, and the frequency of total duplication was higher in all species. Finally, the above knowledge is presented in the paper on molecular evolution of molecular evolution in the context of qualitative integration.