Clp1の分子進化を模倣した人工キメラClp1の機能検証

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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.