トランスポゾン脱抑制因子VANCの標的特異的な結合機構

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トランスポゾン（TE）はゲノム上を転移・増殖する塩基配列で、真核生物ゲノムの大きな割合を占める。TEの活動はゲノムの進化に寄与する一方で、遺伝子破壊などを介して宿主に害を及ぼすことも多い。そのため、DNAメチル化などのエピジェネティックな抑制修飾によってTEの活性化を防ぐ機構が、宿主において発達している。しかしながら、こうした抑制修飾に抗う仕組みをもったTEも存在する。本研究で扱うVANDAL属のTEは、モデル植物シロイヌナズナのゲノム中に1000コピー以上存在し、自己のDNA配列を特異的に脱メチル化する特異的脱抑制能という興味深い性質を有する。DNA脱メチル化が自己特異的であることで、他のTEや不必要な遺伝子の発現を最小限に抑えつつVANDALは転移・増殖が可能であり、この特異的脱抑制能はTEとして有効な生存戦略であると考えられる。本研究では、脱抑制の特異性を担う抗抑制因子VANCが、標的DNA配列に特異性に結合する分子基盤の解明を目的としている。特に、サブタイプの1つであるVANC21と結合DNA配列との複合体の構造情報が昨年度までに決定済みであったことから、配列特異的な結合に必要だと考えられるアミノ酸残基の重要性を確認するために、これらの残基をアラニン等に置換したVANC21（アラニン置換型VANC21）をin vitroで作出し、ゲルシフト法によって標的配列との結合が弱まるか検証を進めた。加えて、DNAとの相互作用領域のアミノ酸配列はVANCサブタイプ間で多様化しており、これがVANDAL属TEの有するサブタイプレベルでの高い標的配列特異性に寄与するか検証することを目指した。具体的には、VANCのDNA相互作用領域をサブタイプ間で交換したVANC（キメラ型VANC）を作成し、標的DNA配列が入れ替わるかをゲルシフト法により評価する実験を進行中である。