大腸菌ｔＲＮＡにおけるｗｏｂｂｌｅ位ウリジンのヒドロキシル化修飾生合成機構の解明

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転移RNA(tRNA)は遺伝子発現において重要な、翻訳のアダプター分子である。tRNAはtRNA修飾酵素によって、様々な化学修飾が施され、機能が微調整されている。大腸菌tRNAの34位(wobble位)にみられる修飾塩基5-カルボキシメトキシウリジン(cmo5U)及びそのメチルエステル誘導体(mcmo5U)はコドン拡張の機能を持ち、翻訳に影響を与えることがわかっているが、生合成機構には未解明な点が多い。本研究の目的は、cmo5U/mcmo5Uの生合成機構の初段階であるウリジンの5位のヒドロキシル化機構を明らかにすることである。2年目までにtRNAのヒドロキシル化に関わる2つの遺伝子を明らかにし、それぞれが修飾に必要とする低分子を1つずつ同定していた。一方、cmo5Uからmcmo5Uを合成するメチル化酵素の遺伝子を同定し、試験管内修飾再構成に成功していた。また、修飾遺伝子欠損株の形質を見出していた。最終年度は、前年度までに同定したヒドロキシル化遺伝子と低分子をもちいてヒドロキシル化修飾の生化学的同定を行うと共に、修飾遺伝子欠損株を解析してその生理的意義を明らかにすることを目指した。また、cmo5Uメチル化遺伝子について論文として発表する計画であった。その結果、1 ウリジンのヒドロキシル化について、2つの遺伝子の一方で試験管内修飾再構成に成功し、その遺伝子が修飾酵素であることを証明した。2 cmo5Uのメチル化について、論文に発表した。この論文は発行元の上位1-2%に授与されるNAR Breakthrouh Articleに選出された。3 修飾の形質について解析し、ヒドロキシル化及びcmo5U修飾がそれぞれある塩基との対合に寄与していることを明らかにした。今後、1と3についてさらに研究を進めた上で論文に発表する予定である。