真核型mRNAのモノシストロニック性の定説を覆すヒトのダーク・プロテオームの発掘

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は、研究代表者らの先行研究をさらに前進させ、ヒトゲノムのアノテーション精度の飛躍的な向上を推進するものである。特に、これまで見出されていなかったヒト由来の新しいタンパク質群 (ダークプロテオーム) をより網羅的に明らかとし、かつ、ヒトを含む真核生物にて長年提唱されてきたmRNAのモノシストロン性の定説を覆すことを目的とする。本目的達成のため、まず、ヒト由来細胞株のRNA-Seq解析にて取得されたトランスクリプトームデータを新たにアセンブリ・再解析し、ダークプロテオームをコードすると予測されるORF群をより網羅的に抽出しORFeomeデータとした。これをin silico翻訳しアミノ酸配列データベースを構築した。これを参照したヒト由来細胞株のプロテオームデータ再解析 (データ駆動型プロテオゲノミクス解析) により、ダークプロテオーム探索を進めたところ、多数のダークプロテオームを見出すことができた。さらなるダークプロテオームの予測と確定実験によって、さらに網羅性を高める必要性があるものの、現時点で、扱ったヒト細胞株の由来や特徴に即し、かつ、共通性も窺える遺伝子群を多数見出すことができた。また、これらダークプロテオームをコードする新規遺伝子群から特徴的なモデル遺伝子として選出した3遺伝子に関して、同新規遺伝子とともに同じmRNA上に見出される既知遺伝子の塩基配列を含めた人工合成DNAを入手し、無細胞翻訳して、翻訳過程における両遺伝子の関係性について検証を行った。その結果、これら新規遺伝子の翻訳開始コドン変異時には、同じmRNA上に見出される既知遺伝子の翻訳量が増大することが分かった。以上の通り、複数のダークプロテオームを新たに見出し、これらダークプロテオームコード性の新規遺伝子の存在によって、共存する既知タンパク質遺伝子の過剰発現を抑制できている可能性を見出すことができた。