ミトコンドリア内膜におけるタンパク質の制御機構に関する生命情報学的解析

线粒体内膜蛋白质调控机制的生物信息学分析

基本信息

批准号：
12J06550
负责人：
深沢嘉紀
金额：
$ 1.73万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2014)The University of Tokyo (2012-2013)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

最終年度までに開発を進めてきたミトコンドリアへの輸送に関わるN末端のシグナル(プレ配列)予測器をMitoFatesと命名し、当該分野で代表的な国際学会ISMB2014にて口頭発表を行い、また原著論文として発表した。既存の予測器に比してプレ配列予測の精度が高く、切断部位の予測に関しても精度を向上させたことが特徴である。精度の高さから、プロテオームのような大規模データに対しても偽陽性の割合を押さえつつ解析することが可能となっている。また、これまでに開発したミトコンドリアの1本型内膜膜貫通領域の予測器と切断部位が得られている出芽酵母のデータを付き合わせて解析を行った。膜貫通領域内部、あるいは下流で切断を受けるものは新規基質の候補となり得るためリスト化を行い、博士論文の一部として公開している。次なる課題として、開発したMitoFatesを用いることで、真核生物においてミトコンドリア移行プレ配列が進化的にどのような変遷を行っているかの解析を行った。プレ配列の認識と輸送にはミトコンドリア外膜のTOM40、ならびに内膜のTIM23複合体が協調的に働くことが知られているため、これら複合体の各遺伝子の有無とプレ配列の割合を解析した。真核生物から広くゲノムと遺伝子領域が得られる５０種程度収集し、先述した複合体の各因子の有無を計算したところ、各因子の獲得時期は多様であることが示唆された。計算の結果、プレ配列の割合は、Tom20と協調的に働くことが知られるTom22ならびに内膜複合体Tim23の因子Tim21の有無と相関していることが示唆された。これらの因子が獲得され原始的な複合体が出現し、プレ配列の輸送系が次第に系統別に確立されていったであろうことが推測される。

最后一年开发的N末端信号（前序列）向线粒体运输的预测因子被命名为介叶酸盐，并在该领域的代表国际会议ISMB2014上进行了口头介绍，并作为原始论文发表。与现有的预测指标相比，阵列前预测更高，并且裂解位点的准确性也得到了提高。由于其准确性很高，因此可以分析大规模数据，例如蛋白质组，同时牢记假阳性的比例。我们还分析了到目前为止我们已经开发的线粒体的单型插入式跨膜区域的预测指标，以及来自萌芽酵母的数据，该数据已获得了裂解位点。列出了跨膜区域内或下游裂解的人，并作为博士论文的一部分出版，因为它们可以成为新底物的候选者。下一个挑战是使用开发的丝线分析真核生物中线粒体迁移预序的进化变化。由于线粒体外膜和内膜中TIM23复合物中的TOM40在识别和运输presequence中起作用，因此我们分析了这些复合物中每个基因的存在或不存在。收集了大约50种可以从真核生物那里获得广泛的基因组和基因区域的物种，并计算了上述复合物中每个因素的存在或不存在，这表明每个因素获取的时机是多样的。计算表明，序列比例与内膜复合物TIM23的TIM21的存在或不存在，已知与TOM20合作。据推测，这些因素是获取的，并且出现了原始复合物，并且预序的运输系统将通过谱系逐渐建立。