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

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。

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。