リボソームRNA合成制御機構から進化・細胞システムを理解する

研究の背景

  リボソームRNA (rRNA) の合成反応は、細胞増殖や癌化などと密接に関連していることやリボソーム合成の律速段階であるため、生命の根幹をなす重要な反応であると言えます。そのため真核生物では、菌類や動物を中心に、rRNA 合成制御についての研究が活発に進められています。その結果、rRNA合成を担うRNA ポリメラーゼI (Pol I)に加えて、Pol Iと協調的に機能する転写因子群や、それを制御するシグナル伝達経路など、rRNA合成についての詳細な調節機構が明らかになっています。しかし一方で、真核生物の内、“植物”におけるrRNA 合成に関わる因子は元より、その制御機構については、その重要性に関わらず殆ど明らかになっていません。

今までの研究成果

   我々は、植物に特異的に見出されるTFIIB型の基本転写因子であるpBrp (plant specific TFIIB-related protein) に着目して研究を行ってきました。その結果、pBrpはPol Iの基本転写因子であり、rRNA合成を正に制御することを明らかにしました(左図)。本成果は、植物において、rRNA 合成に関わる因子を初めて同定したものであると共に、今まで酵母や動物を用いた解析を元に考えられていた“Pol Iと機能する TFIIB 型基本転写は存在しない“と言う教科書的な概念を覆すユニークな知見を初めて発信することに成功しました[Imamura et al. (2008) EMBO J.]。

今後の展開

 前述したように、植物におけるrRNA合成制御機構の研究は始まったばかりです。今後は核内ばかりでなく、核同様に独自のrRNA合成系を有する葉緑体とミトコンドリアにおいてそれら合成に関わる因子の機能解析も進めます。そして、それら3つのオルガネラ(核・葉緑体・ミトコンドリア)におけるrRNA合成が“どのように統御的に制御されているか”について明らかにしていきたいと考えています(右図)。これら解析により得られた結果は、細胞システムの理解に繋がる上で重要ですが、以下の理由により進化的観点からも重要であると考えています。3つのオルガネラにおける生命現象を統制するための秩序機構とその協調的制御の確立は、細胞共生後のミトコンドリアと葉緑体というオルガネラの誕生において一番重要なポイントであると考えられます。その協調的なオルガネラの制御について、rRNA合成の統御的制御の仕組みという観点から解明することにより、オルガネラの進化の理解を深めることが出来ると考えられるからです

 

応微研ジャーナル


 
1955年創刊、67年の歴史をもつ日本オリジナルの微生物学分野の国際誌です(IF 2020/2021 = 1.447)。本誌のChief Editorを2014年3月より田中が担当しております。

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