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。

我们将在研究的最后一年开发的参与线粒体运输的 N 端信号（前序列）预测器命名为 MitoFates，并在该领域领先的国际会议 ISMB2014 上进行了口头报告，并发表了原始论文宣布为。其特点是比现有的预测器具有更高的前序预测准确度，并且提高了预测切割位点的准确度。由于其准确性高，可以分析蛋白质组等大规模数据，同时保持较低的误报率。我们还通过将先前开发的线粒体单型内跨膜结构域预测因子与已获得切割位点的酿酒酵母数据相结合进行了分析。在跨膜区域内或下游经历裂解的物质可以成为新底物的候选物，因此它们被列为其博士论文的一部分并发表。作为下一个任务，我们使用开发的 MitoFates 来分析真核生物中线粒体易位前序列的进化变化。已知线粒体外膜的TOM40和内膜的TIM23复合体共同参与前序列的识别和运输，因此我们分析了这些复合体中各个基因的存在与否以及前序列的比例.当我们收集了大约50个基因组和基因区域广泛可用的真核生物并计算上述复合体中每个因子的存在或不存在时，表明每个因子的获取时间是不同的。计算结果表明，前序比与Tom22的存在或不存在相关，Tom22已知与Tom20和内膜复合物Tim23的因子Tim21协同工作。据推测，这些因素是后天获得的，原始复合体出现，前序的运输系统在每个谱系中逐渐建立起来。