リボヌクレアーゼPによる基質認識と動的tRNAの検索

私たちは,現在のtRNAは、重複した2つのステムループから構造変化を起こして生じてきたものではないかという仮説をたて,tRNAの起源を推論しようとしている。現在のtRNAの中には,重複した2つのステムループ構造をもつ形に変化するtRNAが存在する。それは、キイロショウジョウバエのイニシエータ-メチオニンtRNAで,数年前,私たちは,このtRNAがM1 RNA(大腸菌のRNase Pの触媒RNA)により丁度真ん中付近でほぼ半分に切断されるという異常なプロセシング(ハイパープロセシング)を受けることからこの構造を見いだした。昨年度までの研究で,バリン,アラニン,ヒスチジンのtRNAが構造変化を起こすtRNAの候補として上げられた。本年度、この3種のtRNA遺伝子を調製し,それぞれ単独でハイパープロセシング反応を解析したところ,バリンtRNAはハイパープロセスされなかったがアラニンとヒスチジンtRNAは非常に効率よくハイパープロセスされることがわかった。さらに,これらの実験の途上,キイロショウジョウバエの2SリボソームRNAもM1 RNAによりハイパープロセスされることがわかった。解析の結果,2SリボソームRNAの二分子が会合し,それがM1 RNAの基質となっていることが明らかとなった。さらに,本年度,大腸菌と枯草菌のRNase Pのタンパク質サブユニットの遺伝子を発現ベクターに組み込み、そのタンパク質を調製することに成功した。また,意外にも,大腸菌のタンパク質サブユニットがイニシエータ-メチオニンtRNAのハイパープロセシングを活性化することが明らかになった。今後RNase Pの基質認識やタンパク質サブユニットの機能,特にハイパープロセシングにおける機能を解析し,tRNAの県本構造とは何か,すなわちtRNAの起源を明らかにしていきたい。

私たちは,現在のtRNAは、重複した2つのステムループから構造変化を起こして生じてきたものではないかという仮説をたて,tRNAの起源を推論しようとしている。現在のtRNAの中には,重複した2つのステムループ構造をもつ形に変化するtRNAが存在する。それは、キイロショウジョウバエのイニシエータ-メチオニンtRNAで,数年前,私たちは,このtRNAがM1 RNA(大腸菌のRNase Pの触媒RNA)により丁度真ん中付近でほぼ半分に切断されるという異常なプロセシング(ハイパープロセシング)を受けることからこの構造を見いだした。昨年度までの研究で,バリン,アラニン,ヒスチジンのtRNAが構造変化を起こすtRNAの候補として上げられた。本年度、この3種のtRNA遺伝子を調製し,それぞれ単独でハイパープロセシング反応を解析したところ,バリンtRNAはハイパープロセスされなかったがアラニンとヒスチジンtRNAは非常に効率よくハイパープロセスされることがわかった。さらに,これらの実験の途上,キイロショウジョウバエの2SリボソームRNAもM1 RNAによりハイパープロセスされることがわかった。解析の結果,2SリボソームRNAの二分子が会合し,それがM1 RNAの基質となっていることが明らかとなった。さらに,本年度,大腸菌と枯草菌のRNase Pのタンパク質サブユニットの遺伝子を発現ベクターに組み込み、そのタンパク質を調製することに成功した。また,意外にも,大腸菌のタンパク質サブユニットがイニシエータ-メチオニンtRNAのハイパープロセシングを活性化することが明らかになった。今後RNase Pの基質認識やタンパク質サブユニットの機能,特にハイパープロセシングにおける機能を解析し,tRNAの県本構造とは何か,すなわちtRNAの起源を明らかにしていきたい。