トランスポゾンの抗抑制因子が備える配列特異性創出機構の解明・応用

转座子抗阻遏因子序列特异性产生机制的阐明及应用

• 批准号: 19J10106
• 负责人: 齋藤 絡
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10106/
• 关键词: トランスポゾン; エピジェネティクス

トランスポゾン(Transposable Elements, 以下TE)の転移は宿主にとって潜在的に有害であり、通常はエピジェネティックな機構で抑制されている。一方、ゲノム中のTEの割合は多くの真核生物で数十%におよび、これはTEが宿主による転移抑制に抗い増殖してきたことを示している。しかし、いかにしてTEが宿主による抑制に抗ってきたのかはほとんど明らかでなく、抑制戦略(宿主によるTEの抑制機構)と比較して、抗抑制戦略(TEによる抑制解除機構)の理解は立ち遅れている。本研究ではその理解を目的として、シロイヌナズナのTEの一つVANDAL21属がコードする抗抑制因子VANC21に着目した。VANC21は、VANDAL21を配列特異的に脱抑制する機能を持つことが示されている。興味深いことに、ゲノム中には近縁な他のVANDAL属が存在するものの、VANC21はそれらを脱抑制しない。また、VANDAL6属のVANC6も同様の高い特異性を持ちながら、近縁な21属には作用しない。この「標的に高い配列特異性を持ちながら、その特異性を属ごとに分化させる」というシステムは、宿主を傷つけると自身の増殖も不利になってしまうTEの特性を反映したものと考えれ、抗抑制戦略を理解する上で重要な性質と考えられる。しかしながら、VANC21・6タンパク質は既知のタンパク質と相同性がなく、DNA結合ドメイン、結合様式など多くの点が明らかでない。本研究はこれらを解明することで、属全体に渡って多様な配列特異性を創出するVANCの分子基盤を明らかにし、抗抑制戦略の理解を試みる。今年度はVANC21タンパク質を用いて、配列特異性を決定する残基の同定、結合様式の同定、の2点を試みた。

转座元件（TE）转移可能对宿主有害，通常被表观遗传机理抑制。另一方面，在许多真核生物中，基因组中TE的比例是百分之百分的，这表明TE已激增以防止宿主抑制转移。但是，几乎不清楚TE如何抵抗宿主的抑制作用，对抗抑郁策略（TE抑制机制）的理解比抑制策略慢（宿主抑制机制）慢。为了理解这一点，这项研究的重点是抗抑郁因子VANC21，该因子由拟南芥中的TE Vandal21编码。 VANC21已被证明具有序列特异性抑制性vandal21的函数。有趣的是，尽管基因组中还有其他密切相关的破坏物种，但VANC21并没有抑制它们。此外，Vanc6是Vandal6属，具有类似的特异性，但不影响21个相关属。人们认为，这种“对目标具有很高的序列特异性，同时将其特异性区分为属的系统”可以反映TE的特征，如果它损害了宿主，它也会影响其自身的扩散，并被认为是理解反抑制策略的重要特性。但是，VANC21.6蛋白与已知蛋白质并非同源，并且许多其他点（例如DNA结合结构域和结合模式）尚不清楚。通过阐明这些研究，这项研究发现了Vancs的分子基础，该基因在整个属中创造了不同的序列特异性，并试图理解抗抑制策略。今年，我们使用VANC21蛋白尝试了两个点：确定确定序列特异性和结合模式鉴定的残基。