マイナーイントロンスプライシングにおけるZRSR2のRNA認識機構の解明

阐明小内含子剪接中 ZRSR2 的 RNA 识别机制

基本信息

批准号：
22K05424
负责人：
吉田尚史
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05424/
关键词：
スプライシングマイナーイントロン ZRSR2 X線結晶構造解析

项目摘要

高等生物のDNAは、タンパク質として翻訳される領域（エキソン）だけでなく翻訳されない領域（イントロン）を含んでいる。イントロンはRNA転写後にスプライシングにより取り除かれるが、その取り除きに関しては厳密な正確さが要求され、取り除く部位が１塩基でもずれると、病気の原因となる。特に、全イントロンのわずか0.3 %はマイナーイントロンとして重要な遺伝子のみに含まれており通常とは異なる機序でスプライシングされる。本研究対象のZRSR2タンパク質は、マイナーイントロンのスプライシング開始段階においてスプライシング部位を認識する働きをもち、その変異が血液がんの患者において高頻度に確認されることが報告されている。そこで本研究では、ZRSR2とスプライシング部位RNAについて立体構造解析や相互作用解析を行い、ZRSR2によるスプライシング部位の認識機構およびZRSR2変異体による病気発症機構を明らかにする。本研究では、RNA認識機構の解明に向けた原子分解能レベルでの構造解析を目的とするため、X線結晶構造解析を行う予定である。タンパク質を結晶化させるには、高純度かつ均一な試料が大量に必要とされるため、2022年度では主にタンパク質試料の大量調製について探索を行ってきた。当初、ZRSR2の収量は低く安定性も悪いという問題があったが、共発現系の構築や発現条件を検討することで、高純度なZRSR2のタンパク質試料を大量に調製することができた。今後、この試料を用いて結晶化スクリーニングを実施していく予定である。

较高生物体的DNA不仅包含被翻译为蛋白质的区域（外显子），还包含未翻译的区域（内含子）。内含子通过RNA转录后的剪接去除，但要去除需要严格的准确性，并且如果去除位点甚至通过一个碱基移动，则可能导致疾病。特别是，所有内含子中只有0.3％的基因中，这些内含子作为次要内含子很重要，并以不同的机制剪接。这项研究中的ZRSR2蛋白在启动次要内含子的剪接过程中识别剪接位点的作用，据报道，该突变经常在血液学癌症患者中得到证实。因此，在这项研究中，我们对ZRSR2和剪接位点RNA进行了空间和相互作用分析，并阐明了ZRSR2识别剪接位点的机理以及ZRSR2突变体的疾病发展机理。在这项研究中，计划进行X射线晶体结构分析，以分析原子分辨率水平的结构，以阐明RNA识别机制。由于需要大量的高纯度，均匀的样品才能结晶蛋白质，因此在2022财年，我们主要探索了蛋白质样品的大规模制备。最初，存在一个问题，即ZRSR2的产量较低，稳定性很差，但是通过检查共表达系统和表达条件的构建，我们能够准备大量高度纯净的ZRSR2蛋白样品。将来，我们计划使用此样品进行结晶筛选。