바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")생물학 프로세스 연구 부서[연구 부서 책임자 Kamagata Yoichi] Miyazaki Kentaro, Enzyme Development Research Group 등은 살아있는 유기체의 유전자 정보에 기초하여 단백질을 합성하는 "번역"기능을 담당합니다실시간 바카라솜RNA 분해 효소입니다Ribonuclease (RNase)의 활성을 억제하는 기능이 발견되었다
실시간 바카라솜은 DNA에서 RNA, 단백질로의 "전사 된"유전자 정보 "를 번역하는 데 중요한 역할을한다 한편, RNase T2는 RNA를 분해하고 세포 외 RNA의 진입을 차단하고 영양소를 포함시키는 데 관여하는 효소이다 대장균에서, RNase T2는 세포 내 막 외부에있다Periplasmic 층에 있습니다 세포 내 RNA로부터 분리되지만, 정상 상태 배양 단계 또는 스트레스 하에서, RNase T2는 세포로 유입되어 자체 RNA를 분해하게 할 수있다 이러한 이유로, RNASE T2로부터 RNA를 보호하는 메커니즘은 세포 내에서 필요하지만,이 메커니즘은 알려져 있지 않다
RNase T2가 대장균으로부터 정제되고 실시간 바카라솜에 결합 된 비활성 제로 분리 된 것으로 알려져있다 그러나, 복잡한 형성의 생리적 중요성, 번역 기능과의 관여 및 상호 작용 방식은 알려져 있지 않았다 이번에는 우리입니다16S rrna돌연변이 분석를 통해, 우리는 상호 작용 및 억제에 대한 결정적인 부위가 실시간 바카라솜 30S 서브 유닛의 16S rRNA에 존재하고, RNase T2에 대한 결합은 세포 내자가 RNA의 분해를 방지한다는 것을 발견했다
이 결과는 2011 년 11 월 23 일 (일본 시간)에 발표되었습니다Nature Communications잡지에 온라인으로 게시 됨
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그림 1 : 실시간 바카라솜 30S 서브 유닛의 3 차원 구조
녹색 부분은 16S rRNA의 Helix41 영역이고, 빨간색 부분은 RNase T2와 상호 작용하는 16S rRNA의 Helix41 영역입니다 흰색 부분은 실시간 바카라솜 단백질입니다
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실시간 바카라솜은 모든 생물에 존재하며 "번역"의 중요한 생물학적 기능을 담당하는 소기관입니다 실시간 바카라솜 기능은 많은 유기체에서 일반적이지만, 실시간 바카라솜의 구조는 박테리아와 인간마다 다르기 때문에, 박테리아 실시간 바카라솜에 선택적인 억제제는 인간에게 독성이 적은 감염성 질환의 치료제 일 수있다 이러한 치료제의 개발이 예상됩니다 이러한 억제제의 발달은 실시간 바카라솜의 기능에 대한 상세한 분석이 필요하다
AIST는 새로운 미생물 및 그 안에 포함 된 유용한 효소를 검색하고 사용하는 것을 포함하여 미생물에 대한 광범위한 연구를 수행합니다 최근에, 우리는 대장균을 플랫폼으로 사용하여 실시간 바카라솜의 분석 및 변형을 통해 세포 기능을 이해하고 활용하기 위해 노력해 왔습니다
대장균 RNase T2의 정제는 실시간 바카라솜에 결합 된 형태로 분리되며, 이는 RNase T2의 생리 학적 역할과 관련이없는 것으로 보인다 그러나, 실시간 바카라솜과 RNase T2 사이의 결합으로 이어지는 상호 작용의 생리 학적 의미 및 RNase T2의 억제 모드와 같은 상세한 분자 메커니즘은 알려지지 않았다 실시간 바카라솜 기능 분석의 일환으로, 우리는 이제 수년 동안 해결되지 않은 "RNase T2- 실시간 바카라솜 상호 작용"의 현실을 설명했습니다
RNase T2 및 실시간 바카라솜의 복잡한 형성의 메커니즘 및 생리 학적 중요성을 명확히하기 위해, 우리는 대장균 실시간 바카라솜 돌연변이 체를 분석하려고 시도했다 먼저, 대장균 16S rRNA를 이종 유기체로부터 16S rRNA 유전자로 대체 하였다 16S rRNA는 실시간 바카라솜 30S 서브 유닛의 중심 골격을 형성하기 때문에,이 돌연변이는 실시간 바카라솜 전체에 퍼지는 것으로 생각된다 16S rRNA는 또한 필수 유전자이며, 큰 돌연변이는 기능적 감소 및 세포 사멸을 유발할 수 있습니다 다양한 미생물의 16S rRNA 유전자클로닝유전자가 대장균의 16S rRNA로 대체되었을 때, Escherichia coli의 16S rRNA에 대한 약 80% 서열 상 동성 인 Evolutionary Line이 16S RRNA로 대체 할 수 있음을 발견했습니다 이들 대장균 돌연변이 체의 성장을 더 자세히 관찰하면 고정 단계에서 죽을 가능성이 더 높다는 것이 밝혀졌다 또한, 정상 상태 단계에서 RNA가 추출되었을 때, RNA가 대장균 (KT103/RPI)에서 분해되었으며, 이는 RNase T2의 억제 부위에서 돌연변이를 함유하는 것으로 확인되었다 (도 2의 레인 2)
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그림 2 지표로서 세포 내 RNA 분해를 사용한 RNase T2 억제 활성의 평가
레인 1 (KT103/ECO), 레인 2 (KT103/RPI), 레인 3 (KT103RNA-/rpi) 레인 2 (KT103/RPI)는 RNA 분해 (23S rRNA 및 16S rRNA의 밴드 없음)를 보여줍니다
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다음으로, RNase T2의 활성 억제에 관여하는 영역을 제한하기 위해, 모자이크 16S rRNA를 대장균 및 이종 유기체의 16S rRNA로부터 합성하여 (도 3), RNase T2 활성의 억제를 조사 하였다 Helix41 (도 1에서 적색으로 표시된 2 차 구조-형성 영역)이라는 영역이 대장균 16S rRNA로 대체되었고, 억제 활성을 나타내었고, Helix41 영역이 RNase T2 활성을 억제하는 데 중요한 역할을하는 것으로 밝혀졌다 시험 관내 결합 및 억제 실험은 Helix41- 매개 상호 작용이 RNase T2에 특이 적이며, 활성 억제는 직접 결합에 의해 야기된다는 것을 밝혀냈다
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그림 3 대장균 및 이종 유기체의 모자이크 유전자의 합성
1 : 대장균 16S rRNA 유전자, 2 : 이종 유기 유래 유래 16S rRNA 유전자, 3 : 1 및 2 모자이크 16S rRNA 유전자 |
RNASE T2는 외래 RNA가 세포에 들어가는 것을 방지하는 데 중요한 역할을하는 단백질이지만, 일정한 배양 또는 스트레스 조건 하에서 세포 내 막에서 느슨하거나 상처가 발생할 때 세포를 침범하고 세포 내에서 자기 RNA를 분해 할 위험이 있습니다 따라서, 세포에 풍부한 실시간 바카라솜은 억제 활성을 가지고 있으며, 이는 자신의 RNA를 보호하는 것으로 해석된다 RNase T2 및 실시간 바카라솜 둘 다 원산지의 오래된 생체 분자이며, RNase T2 및 Helix41은 독소-항 티토 독소 관계로 공동 진화 한 것으로 예상된다 번역 장치로서의 기능 외에도 실시간 바카라솜은 오랫동안 이러한 비 변형 기능으로 각인되어 왔을 가능성이있다
유전자 정보로부터 단백질을 합성하는 "번역 장치"로 간주 된 실시간 바카라솜에 대한 새로운 역할을 발견함으로써, 다른 생리 학적으로 중요한 기능이 실시간 바카라솜에 숨겨 질 수 있음이 발견되었다 미래에, 실시간 바카라솜의 기능적 분석을 계속 분석함으로써, 우리는 또한 이들에 알려지지 않은 기능이 있는지 여부를 명확히하고, 또한 독성이 낮은 감염성 질환 치료에 적용 할 가능성을 탐구 할 것이다