化学合成独立栄養細菌におけるＲＮＡ干渉酵素の生理学的意義の解明

微生物はストレス環境下において「RNA干渉酵素」と呼ばれる配列特異的エンドリボヌクレアーゼを用いることで，自身のRNAを切断し，その翻訳を制御する。興味深いことに，これらRNA干渉酵素が認識・切断する配列は微生物種ごと，酵素ごとに異なり，その生物学的役割は多岐に渡る。本研究では，微生物の中でもRNA干渉酵素を多数有するNitrosomonas europaeaをモデル細菌とし，本微生物に保存されたRNA干渉酵素の特性を解明することで，これら酵素の生理学的意義の解明を目的とした。昨年度，本微生物に保存された2種類のRNA干渉酵素の取得およびその基質特異性(配列特異性)の同定に成功した。そこで本年度はまずこれら2種類のRNA切断酵素に対し，細胞内での遺伝子発現を確認した。次にN. europaeaのゲノム情報・同定したRNA干渉酵素の切断配列情報を参照し，これら酵素がN. europaeaの翻訳・増殖に与える影響を推定した。RNA干渉酵素は配列特異的エンドリボヌクレアーゼであることから，これら酵素が切断する配列を内部に多く含む遺伝子群は細胞内で優先的にノックダウンされると考えられる。一方，切断配列が含まれない遺伝子群は，理論上，RNA干渉酵素の切断を受けないことから，これら遺伝子はストレス環境下で優先的に翻訳されることが予測される。生物情報学的手法を用いて全遺伝子を解析したところ，これらRNA干渉酵素は重金属耐性の向上や休眠状態への移行に寄与している可能性が示唆された。

微生物はストレス環境下において「RNA干渉酵素」と呼ばれる配列特異的エンドリボヌクレアーゼを用いることで，自身のRNAを切断し，その翻訳を制御する。興味深いことに，これらRNA干渉酵素が認識・切断する配列は微生物種ごと，酵素ごとに異なり，その生物学的役割は多岐に渡る。本研究では，微生物の中でもRNA干渉酵素を多数有するNitrosomonas europaeaをモデル細菌とし，本微生物に保存されたRNA干渉酵素の特性を解明することで，これら酵素の生理学的意義の解明を目的とした。昨年度，本微生物に保存された2種類のRNA干渉酵素の取得およびその基質特異性(配列特異性)の同定に成功した。そこで本年度はまずこれら2種類のRNA切断酵素に対し，細胞内での遺伝子発現を確認した。次にN. europaeaのゲノム情報・同定したRNA干渉酵素の切断配列情報を参照し，これら酵素がN. europaeaの翻訳・増殖に与える影響を推定した。RNA干渉酵素は配列特異的エンドリボヌクレアーゼであることから，これら酵素が切断する配列を内部に多く含む遺伝子群は細胞内で優先的にノックダウンされると考えられる。一方，切断配列が含まれない遺伝子群は，理論上，RNA干渉酵素の切断を受けないことから，これら遺伝子はストレス環境下で優先的に翻訳されることが予測される。生物情報学的手法を用いて全遺伝子を解析したところ，これらRNA干渉酵素は重金属耐性の向上や休眠状態への移行に寄与している可能性が示唆された。