メチル基転移酵素METTL16による三重鎖構造を形成するRNAの認識機構の解明

甲基转移酶METTL16识别RNA形成三链体结构的机制的阐明

基本信息

批准号：
22KJ1805
负责人：
阪本知樹
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1805/
关键词：
三重鎖構造分子込み合い環境構造ダイナミクス緩和分散法 NMR法

项目摘要

本研究の目的は、RNA三重鎖構造とメチル基転移酵素METTL16の細胞内における分子認識の機構を解明することである。核酸の関与する分子認識には、マイクロ秒からミリ秒のタイムスケールの一塩基対レベルの局所的な構造のダイナミクスが重要であることが報告されている。核酸の塩基対の開閉ダイナミクスはこのタイムスケールのダイナミクスを有していることが知られており、R1ρ緩和分散測定は、核酸の塩基対の開閉ダイナミクスを解析するために用いられる手法である。現在、RNA三重鎖構造の塩基対の開閉ダイナミクスの解析基盤としてDNA三重鎖構造を形成するDNAを用いて種々の解析を行っている。また、NMRでの解析に加えて伝統的に用いられてきたUVを用いた構造の融解温度(Tm)の解析も行っている。これらの解析を、細胞内のような分子込み合い環境を再現するために分子込み合い試薬を添加した溶液系で行い、添加していない系で得られた結果との比較を行った。分子込み合い試薬として頻繁に用いられるPEG 200を用いた溶液系で、従来のUVのみを用いた三重鎖構造全体の安定性の解析では得られなった塩基対分解能での開閉ダイナミクスの解析に成功した。その結果、PEG 200の三重鎖構造に対する影響は、鎖全体で一貫しておらず、残基の種類や位置によって複雑に影響を受けていることが示唆された。これは、生細胞内における三重鎖構造に関連した生命現象について、分子込み合い環境と希薄溶液環境では異なる可能性があることを示唆する結果である。

这项研究的目的是阐明RNA三分体结构和甲基转移酶METTL16的细胞内分子识别的机制。据报道，微秒至毫秒的单基对水平的局部结构动力学对于参与核酸的分子识别很重要。已知核酸基碱对的开口和闭合动力学具有此时间尺度动力学，R1ρ弛豫方差测量是一种用于分析核酸基对的开放和闭合动力学的技术。当前，使用DNA进行了各种分析，该DNA形成DNA三元结构，作为分析RNA三元结构基碱基对开放和闭合动力学的基础。除了NMR分析外，还使用UV分析了结构熔化温度（TM），这是传统上使用的。这些分析是在溶液系统中进行的，其中添加了分子充血试剂以再现细胞内分子充血环境，并与没有添加系统获得的结果进行了比较。在使用PEG 200（经常用作分子串联试剂）的解决方案系统中，我们成功地分析了基本对分辨率下的开放和闭合动力学，这是通过仅使用UV对整个三元结构的稳定性进行的常规分析而获得的。结果表明，PEG 200对三链的影响不一致，并且受残基的类型和位置的复杂影响。该结果表明，与生物细胞内三胞体结构相关的生物学现象可能在分子充血和稀释溶液环境之间有所不同。