A novel gene expression control system based on the prokaryotic Argonaute

基于原核Argonaute的新型基因表达控制系统

基本信息

批准号：
22K06093
负责人：
三好智博
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Oita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06093/
关键词：
Argonaute DNA silencing phage 感染防御機構 small RNA DNAサイレンシング遺伝子発現制御

项目摘要

RNA干渉（RNA interference）は、小分子RNAをガイド鎖として、その塩基配列特異的に標的RNAを分解するメカニズムである。このRNA干渉は、真核細胞に特有の機構であり、Argonauteタンパク質がその作用機序の中枢を担っている。一方、原核生物にもArgonauteは存在することが知られているが、その機能は未解明のままであった。研究代表者らは、X線結晶構造解析と生化学的解析により、光合成細菌Rhodobacter sphaeroidesのArgonaute（RsAgo）が、小分子RNAをガイド鎖として、その相補的な塩基配列を持つDNAと結合することでDNA interferenceに関与することを世界に先駆けて明らかにした。しかし、このシステムの詳細は、まだ明らかになっていない。我々は、RsAgoの外来DNAの感染抑制機能を明らかにするために、Agoが発現していない大腸菌の細胞にRsAgoを発現させ、バクテリオファージを感染させる実験を行った。Tファージシリーズは、RsAgoの発現により感染効率が上昇した。一方で、λファージでは、RsAgoの発現により感染が抑制された。Argonauteタンパク質は、真核生物ではウイルス感染抑制などからの生体防御機構として機能していることから、原核生物でも類似の機能が予想されている。したがって、原核型Argonauteも外来遺伝子に対する防御機構としてはたらくと予想していたが、RsAgoは2種類のファージ感染に対して、対照的な機能を有することが示された。今後、各々の機能におけるRsAgoの役割を明らかにしていく予定である。

RNA干扰是一种机制，通过将小分子RNA用作引导链，并在其碱基序列中专门分解靶RNA。这种RNA干扰是真核细胞独有的机制，Argonaute蛋白是其作用机理的核心。另一方面，众所周知，阿格纳（Argonaute）存在于原核生物中，但其功能尚不清楚。研究人员在世界上最初发现，通过X射线晶体结构分析和生化分析，Argonaute（RSAGO）（RSAGO）是光合细菌Rhodobacter sphaeroides，通过将小分子RNA作为DNA作为与DNA的指导链一起使用DNA进行了DNA干扰。但是，有关该系统的详细信息尚未透露。为了阐明Rsago外国DNA的感染抑制功能，我们进行了一项实验，其中RSAGO在大肠杆菌细胞中表达，该大肠杆菌细胞未表达并感染噬菌体。 T型系列提高了由于RSAGO的表达而引起的感染效率。另一方面，在λ噬菌体中，感染被rsago的表达抑制。由于Argonaute蛋白在真核生物中充当了预防病毒感染的生物防御机制，因此预计原核生物的功能相似。因此，我们预计原核生物也将作为对外国基因的防御机制，但Rsago被证明与两种类型的噬菌体感染具有对比功能。将来，我们计划阐明RSAGO在每个功能中的作用。