JP2008141960A - Protein having ribonuclease activity and utilization thereof - Google Patents

Protein having ribonuclease activity and utilization thereof Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protein having ribonuclease activity and useful for RNA study. <P>SOLUTION: The protein having activity for cleaving an RNA has a specific amino acid sequence or an amino acid sequence having one or several replaced, deleted, added and/or inserted amino acids in the amino acid sequence. The method for detecting the protein, the polynucleotide encoding the protein, the transformant containing the polynucleotide, and the method for treating a nucleic acid including a step for cleaving the RNA by using the protein having the ribonuclease activity are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、RNA分解酵素活性を有するタンパク質に関し、例えば、アデニン(A)塩基を認識してリボヌクレオチド鎖等を切断する活性を有するタンパク質及びその利用に関する。   The present invention relates to a protein having RNase activity, for example, a protein having an activity of recognizing an adenine (A) base and cleaving a ribonucleotide chain and the like and use thereof.

近年、生物体におけるDNAのみならずRNAの機能が研究されるようになってきている。特に、塩基特異的な切断活性を有するRNA分解酵素(RNase)は、RNA分子の二次構造の決定やタンパク質-RNA相互作用の研究に広く用いられている。現在入手可能なエンド型RNaseのうち、一本鎖RNA分子を切断するRNase Aはピリミジン塩基(U及びC)の3’側、RNase T1はグアニン塩基(G)の3’側を、RNaseT2はAとUの3’側をそれぞれ切断する。RNase V1とRNase IIIは二本鎖RNA分子を特異的に切断し、RNase Hは、RNA/DNA二本鎖のRNA鎖を特異的に分解することが知られている(非特許文献1)。
NUCLEASES, Edited by Linn, S. M. and Roberts, R. J., Cold Spring Harbor Laboratory (1982)
In recent years, the function of RNA as well as DNA in organisms has been studied. In particular, RNA-degrading enzymes (RNases) that have base-specific cleavage activity are widely used for the determination of RNA molecule secondary structure and the study of protein-RNA interactions. Among currently available endo-type RNases, RNase A that cleaves single-stranded RNA molecules is the 3 ′ side of pyrimidine bases (U and C), RNase T1 is the 3 ′ side of guanine base (G), and RNaseT2 is A And 3 ′ side of U is cut. It is known that RNase V1 and RNase III specifically cleave double-stranded RNA molecules, and RNase H specifically degrades RNA / DNA double-stranded RNA strands (Non-patent Document 1).
NUCLEASES, Edited by Linn, SM and Roberts, RJ, Cold Spring Harbor Laboratory (1982)

RNA分子の二次構造の決定等には、なんらかの選択性を持ってRNAを切断するものであることが必要であるが、これらの他にRNA分子の二次構造決定等に利用可能なRNaseは未だ見い出されていない。切断部位を塩基特異的に認識するRNA分解酵素は未だ見出されていない。また、これら各種のRNaseはいずれもアデニン塩基(A)を高い選択性で認識するものでなかった。   In order to determine the secondary structure of RNA molecules, it is necessary to cleave RNA with some selectivity, but in addition to these, RNases that can be used to determine the secondary structure of RNA molecules, etc. It has not been found yet. An RNase that recognizes the cleavage site in a base-specific manner has not yet been found. Moreover, none of these various RNases recognized adenine base (A) with high selectivity.

そこで、本発明は、RNA研究に有用なRNA分解酵素活性を有するタンパク質を提供することを一つの目的とする。また、本発明は、アデニン塩基を認識してRNA鎖を切断する酵素活性を有するタンパク質を提供することを一つの目的とする。さらに、本発明は、アデニン塩基を高い選択性で認識してRNAを切断する酵素活性を有するタンパク質を提供することを一つの目的とする。また、本発明は、こうしたRNA分解酵素の利用を提供することを他の一つの目的とし、こうした酵素活性を有するタンパク質を発現させるためのポリヌクレオチド、当該ポリヌクレオチドを、前記タンパク質を発現可能に保持する形質転換体を提供することを他の一つの目的とする、さらにまた、本発明は、こうした酵素を用いた核酸の分析キット及び処理方法を提供することを他の一つの目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a protein having RNase activity useful for RNA research. Another object of the present invention is to provide a protein having an enzyme activity that recognizes an adenine base and cleaves an RNA chain. Furthermore, an object of the present invention is to provide a protein having an enzyme activity that recognizes adenine bases with high selectivity and cleaves RNA. Another object of the present invention is to provide use of such an RNA-degrading enzyme. A polynucleotide for expressing a protein having such enzymatic activity, and the polynucleotide can be expressed so that the protein can be expressed. It is another object of the present invention to provide a transformant to be used, and another object of the present invention is to provide a nucleic acid analysis kit and treatment method using such an enzyme.

本発明者らは、植物に普遍的に存在するタンパク質であってRNA結合活性を有するタンパク質について検討していたところ、細胞器官におけるRNAプロセッシングに関与すると考えられるPPRモチーフ(Pentatrico Peptide Repeat:PPR)に連結されることのあるDYWドメイン及び当該DYWに類するドメインが、RNA切断活性、すなわち、RNA分解酵素として機能するという知見を得た。また、本発明者らは、同時に、このドメインがアデニン塩基に選択性の高い切断活性を有するという知見も得た。本発明は、これらの知見に基づきなされたものであり、本発明によれば、以下の手段が提供される。   The inventors of the present invention have been studying proteins that are ubiquitous in plants and have RNA binding activity. As a result, the PPR motif (Pentatrico Peptide Repeat: PPR), which is considered to be involved in RNA processing in cell organs, has been studied. The present inventors have found that DYW domains that can be linked and domains similar to the DYW function as RNA-cleaving activity, that is, RNA degradation enzymes. In addition, the inventors have also found that this domain has a highly selective cleavage activity for adenine bases. The present invention has been made based on these findings, and according to the present invention, the following means are provided.

本発明によれば、
以下の特徴;
(a)配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列又はこれらのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含む。
を有し、RNAを切断する活性を有する、タンパク質が提供される。
According to the present invention,
The following features:
(A) The amino acid sequence according to any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these amino acid sequences.
And a protein having the activity of cleaving RNA.

さらに、本発明のタンパク質は、以下の特徴;
(b)チトクロームCヘム結合モチーフCxxCHを有する。
を有することができる。また、本発明のタンパク質は、以下の特徴;
(c)PPRモチーフを備える天然タンパク質のC末端領域に備えられるアミノ酸配列又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列である。
を有することもできる。
Furthermore, the protein of the present invention has the following characteristics:
(B) It has a cytochrome C heme binding motif CxxCH.
Can have. The protein of the present invention has the following characteristics:
(C) An amino acid sequence provided in the C-terminal region of a natural protein having a PPR motif, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these sequences.
Can also be included.

本発明のタンパク質は、前記アミノ酸配列は、配列番号:1及び配列番号:4に記載のアミノ酸配列のいずれかを問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って得られるE値が所定値以下(好ましくは1.0×10-10以下)である配列又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列とすることができる。前記アミノ酸配列は、好ましくは、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列である。 In the protein of the present invention, the amino acid sequence has an E value obtained by performing a homology search using any one of the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 as a query sequence (preferably 1. 0 × 10 −10 or less) or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these sequences. The amino acid sequence is preferably the amino acid sequence described in any one of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4.

本発明のタンパク質は、単子葉植物及び双子葉植物のいずれかのタンパク質とすることができる。また、前記RNA切断活性はエンド型であることが好ましく、さらに好ましくは、前記RNA切断活性は塩基特異的である。また、前記RNA切断活性は、アデニン塩基を有するリボヌクレオチドの5’側を部位特異的に切断する活性であることが好ましい。 The protein of the present invention can be a monocotyledonous or dicotyledonous protein. The RNA cleavage activity is preferably an endo type, and more preferably the RNA cleavage activity is base-specific. The RNA cleaving activity is preferably an activity that cleaves site-specifically on the 5 'side of a ribonucleotide having an adenine base.

また、本発明によれば、RNA分解酵素のスクリーニング方法であって、配列番号:1、配列番号:4及び配列番号:6に記載のアミノ酸配列のいずれか又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有するタンパク質を準備する工程と、前記準備したタンパク質についてRNA切断活性の有無を検出する工程と、を備える、方法も提供される。前記タンパク質の準備工程は、配列番号:1、配列番号:4及び配列番号:6のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って得られる所定値以下のE値を有するアミノ酸配列又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有するタンパク質を準備する工程とすることができる。   According to the present invention, there is also provided a method for screening an RNase, comprising any one of the amino acid sequences set forth in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6, or one or more of these sequences. There is also provided a method comprising: preparing a protein having an amino acid sequence in which amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted; and detecting the presence or absence of RNA cleavage activity for the prepared protein. In the protein preparation step, the amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value obtained by performing a homology search using the amino acid sequence of any one of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6 as a query sequence Alternatively, it can be a step of preparing a protein having an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these sequences.

さらに、本発明によれば、RNA分解酵素の製造方法であって、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列又はこれらのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加、および/または挿入されたアミノ酸配列とチトクロームCヘム結合モチーフCxxCHを備えるタンパク質を製造することを特徴とする、方法も提供される。   Furthermore, according to the present invention, there is provided a method for producing an RNase, wherein the amino acid sequence according to any one of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4, or one or more amino acids are substituted in these amino acid sequences, There is also provided a method characterized in producing a protein comprising a deleted, added and / or inserted amino acid sequence and a cytochrome C heme binding motif CxxCH.

本発明によれば、上記いずれかに記載のタンパク質を含む、核酸分析キットも提供され、さらに、本発明によれば、上記いずれかに記載のタンパク質をコードするポリヌクレオチドも提供され、本発明のポリヌクレオチドを、上記いずれかのタンパク質を発現可能に保持する形質転換体も提供され、上記いずれかのタンパク質を用いてRNAを切断する工程を備える、核酸の処理方法も提供される。この処理方法は、核酸を分離精製する工程、RNAを抽出する工程及びRNA断片を検出する工程のいずれかあるいは2工程以上を備えることもできる。   According to the present invention, there is also provided a nucleic acid analysis kit comprising any one of the above-described proteins. Further, according to the present invention, a polynucleotide encoding any one of the above-described proteins is also provided. There is also provided a transformant that retains any one of the above-described proteins so that the polynucleotide can be expressed, and a method for treating a nucleic acid, comprising the step of cleaving RNA using any of the above-described proteins. This treatment method can include any one of two or more steps of separating and purifying nucleic acid, extracting RNA, and detecting RNA fragments.

本発明のタンパク質は、以下の特徴;
(a)配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列又はこれらのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含む。
を有し、RNAを切断する活性を有することができる。
The protein of the present invention has the following characteristics:
(A) The amino acid sequence according to any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these amino acid sequences.
And has an activity of cleaving RNA.

本発明のタンパク質(以下、単に本タンパク質という。)は、上記アミノ酸配列を有することにより、RNA切断活性を有する酵素として機能することができる。また、前記アミノ酸配列は、PPRをモチーフを有しRNAプロセッシングに関与すると考えられる天然タンパク質のC末端に備えられるアミノ酸配列であることから、RNAの機能解析等の研究に有用である。特に、アデニン塩基特異的にRNAを切断することができるため、RNA等における塩基配列の正確な決定に有用である。また、本発明のタンパク質は、PPRタンパク質のC末端側の配列であるDYWモチーフに関連付けられるアミノ酸配列を含んでかつRNA切断活性を有するタンパク質であるということもできる。   The protein of the present invention (hereinafter simply referred to as the present protein) can function as an enzyme having RNA cleavage activity by having the amino acid sequence. Moreover, since the amino acid sequence is an amino acid sequence provided at the C-terminus of a natural protein that has a PPR motif and is considered to be involved in RNA processing, it is useful for studies such as RNA functional analysis. In particular, since RNA can be cleaved specifically for adenine bases, it is useful for accurate determination of base sequences in RNA and the like. In addition, the protein of the present invention can be said to be a protein having an amino acid sequence associated with the DYW motif, which is a C-terminal sequence of the PPR protein, and having RNA cleavage activity.

また、本発明の核酸分析キット(以下、単に、本分析キットという。)は、本タンパク質を含むことができる。本分析キットは、RNAやDNA等の抽出分離、RNAの配列や機能解析に有用である。 The nucleic acid analysis kit of the present invention (hereinafter simply referred to as the present analysis kit) can contain the present protein. This analysis kit is useful for extraction and separation of RNA, DNA, etc., and RNA sequence and functional analysis.

また、本発明の形質転換体(以下、単に、本形質転換体という。)は、本タンパク質をコードするポリヌクレオチドを、本タンパク質を発現可能に保持することができる。本形質転換体によれば、RNA分解酵素活性を有するタンパク質を供給するのに都合がよい。さらに、本タンパク質をコードする本発明のポリヌクレオチド(以下、単に本ポリヌクレオチドという。)によれば、有用なRNA分解酵素を効率的にあるいは任意の宿主に生産させることができるコンストラクトや本タンパク質を発現可能な形質転換体を提供することができる。さらにまた、本発明の核酸の処理方法によれば、本タンパク質をRNA分解酵素として利用することでRNAを分解して従来にない核酸の分離精製やRNA代謝の研究等が可能となる。   In addition, the transformant of the present invention (hereinafter simply referred to as the present transformant) can hold the polynucleotide encoding the protein so that the protein can be expressed. This transformant is convenient for supplying a protein having RNase activity. Furthermore, according to the polynucleotide of the present invention encoding the present protein (hereinafter simply referred to as the present polynucleotide), a construct or the present protein capable of producing a useful RNase efficiently or in any host can be obtained. An expressible transformant can be provided. Furthermore, according to the nucleic acid processing method of the present invention, by using the present protein as an RNA-degrading enzyme, RNA can be decomposed to perform unprecedented nucleic acid separation and purification, RNA metabolism research, and the like.

以下、本発明の実施の実施形態であるタンパク質、核酸分析キット、核酸処理方法、ポリヌクレオチド及び形質転換体等について詳細に説明する。   Hereinafter, proteins, nucleic acid analysis kits, nucleic acid processing methods, polynucleotides, transformants, and the like that are embodiments of the present invention will be described in detail.

(タンパク質)
本タンパク質は、1又は2以上の特徴を有するアミノ酸配列を備えることができる。本タンパク質が備えることができる一つのアミノ酸配列は、配列番号:1に記載の配列とすることができる。配列番号:1に記載のアミノ酸配列は、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana、ecotype columbia)の機能未知タンパク質遺伝子at2g02980(MATDB:http://mips.gsf.de/proj/thal/db/index.html)がコードするPPRモチーフを有する603アミノ酸からなるタンパク質(PPRタンパク質)(配列番号:3)の一部からなる配列である。具体的には、配列番号:3に記載のアミノ酸配列のC末端側の第495位〜第603位の109個のアミノ酸からなる配列である。PPRタンパク質は、RNAプロセッシングに関連していると考えられているが、そのC末端領域がRNase活性を有することは本出願前において確認されていない。
(protein)
The protein can comprise an amino acid sequence having one or more characteristics. One amino acid sequence that can be included in the present protein can be the sequence described in SEQ ID NO: 1. The amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 is encoded by Arabidopsis thaliana (ecotype columbia) unknown protein gene at2g02980 (MATDB: http://mips.gsf.de/proj/thal/db/index.html) This is a sequence consisting of a part of a protein consisting of 603 amino acids having a PPR motif (PPR protein) (SEQ ID NO: 3). Specifically, it is a sequence consisting of 109 amino acids from the 495th position to the 603rd position on the C-terminal side of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 3. Although PPR protein is considered to be related to RNA processing, it has not been confirmed before this application that its C-terminal region has RNase activity.

また、本タンパク質が備えることのできる他の一つのアミノ酸配列は、配列番号:4に記載の配列である。配列番号:4に記載のアミノ酸配列(Os5g30710(OS_M23)の一部、データベース:TIGR Rice Genome Annotation (http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/)は、イネ(Oryza sativa)由来の天然タンパク質(Os5g30710(OS_M23)に含まれるアミノ酸配列である。このアミノ酸配列が含まれるタンパク質も、PPRモチーフを有するPPRタンパク質である。   Another amino acid sequence that can be provided by the present protein is the sequence set forth in SEQ ID NO: 4. The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 (part of Os5g30710 (OS_M23), database: TIGR Rice Genome Annotation (http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/) is derived from rice (Oryza sativa) The amino acid sequence contained in the natural protein (Os5g30710 (OS_M23). The protein containing this amino acid sequence is also a PPR protein having a PPR motif.

本タンパク質は、これらの2種のアミノ酸配列に限定されないで、さらに他のアミノ酸配列を備えることができる。すなわち、本タンパク質は、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を備えることもできる。すなわち、これらの2種のアミノ酸配列に対してアミノ酸の置換、欠失、挿入及び付加から選択される1又は2以上のアミノ酸の変異を有するアミノ酸配列(以下、改変配列ともいう。)である。アミノ酸変異の数は、特に限定しないが、好ましくは20個以下であり、より好ましくは10個以下である。より好ましくは5個以下である。   The present protein is not limited to these two amino acid sequences, and can further comprise other amino acid sequences. That is, the present protein can also have an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in the amino acid sequence described in any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4. . That is, these two amino acid sequences are amino acid sequences having one or more amino acid mutations selected from amino acid substitution, deletion, insertion and addition (hereinafter also referred to as modified sequences). The number of amino acid mutations is not particularly limited, but is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. More preferably, it is 5 or less.

アミノ酸配列への部位特異的な変異の導入は当業者において公知の手法によって可能である。アミノ酸配列が改変されたタンパク質をコードするDNAを調製するための当業者によく知られた方法としては、例えば、site-directed mutagenesis法(Kramer W & Fritz H-J: Methods Enzymol 154: 350,
1987)が挙げられる。また、自然界においても、塩基配列の変異によりコードするタンパク質のアミノ酸配列が変異することは起こり得る。
Introduction of site-specific mutations into the amino acid sequence can be performed by methods known to those skilled in the art. Methods well known to those skilled in the art for preparing DNA encoding proteins with altered amino acid sequences include, for example, the site-directed mutagenesis method (Kramer W & Fritz HJ: Methods Enzymol 154: 350,
1987). Also in nature, it is possible that the amino acid sequence of the encoded protein is mutated due to the mutation of the base sequence.

また、こうした改変配列の他の一つとしては、もとのアミノ酸配列をコードする塩基配列又はその一部からなるDNA(その相補鎖であってもよい。)とハイブリダイズするDNAによってコードされるアミノ酸配列が挙げられる。例えば、配列番号:1に記載のアミノ酸配列は、配列番号:2に記載の塩基配列によってコードされている。また、配列番号:4に記載のアミノ酸配列は、配列番号:5に記載の塩基配列によってコードされている。これらの塩基配列に基づくDNAを利用することができる。   Another example of such a modified sequence is encoded by a DNA that hybridizes with a base sequence encoding the original amino acid sequence or a DNA comprising a part thereof (or a complementary strand thereof). An amino acid sequence is mentioned. For example, the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 is encoded by the base sequence described in SEQ ID NO: 2. The amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 is encoded by the base sequence described in SEQ ID NO: 5. DNA based on these base sequences can be used.

このような改変配列は、ハイブリダイゼーション技術(Southern EM: J Mol Biol 98: 503, 1975)やポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術(Saiki
RK, et al: Science 230: 1350, 1985、Saiki
RK,et al: Science 239: 487, 1988)を利用する方法が挙げられる。すなわち、配列番号:2に記載されるDNA若しくはその一部又はこれらの相補鎖をプローブとして、あるいは、こうしたタンパク質のゲノムDNAの塩基配列に特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドをプライマーとして、シロイヌナズナや他の植物から、ハイブリダイゼーションによってDNAを単離し、該タンパク質を取得することは当業者において通常行い得ることである。
Such modified sequences can be obtained by hybridization techniques (Southern EM: J Mol Biol 98: 503, 1975) or polymerase chain reaction (PCR) techniques (Saiki
RK, et al: Science 230: 1350, 1985, Saiki
RK, et al: Science 239: 487, 1988). That is, using the DNA described in SEQ ID NO: 2 or a part thereof or a complementary strand thereof as a probe, or using an oligonucleotide that specifically hybridizes to the base sequence of the genomic DNA of such a protein as a primer, It is usually possible for a person skilled in the art to obtain DNA by isolating DNA from plants of the above by hybridization.

なお、こうしたタンパク質をコードするDNAは、好ましくは、ストリンジェントな条件下でハイブリダイゼーション反応を行うことによって得ることができる。本発明においてストリンジェントなハイブリダイゼーション条件とは、6M 尿素、0.4%
SDS、0.5×SSCの条件またはこれと同等のストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件を指す。よりストリンジェンシーの高い条件、例えば、6M 尿素、0.4%
SDS、0.1×SSCの条件下では、より相同性の高いDNAを単離できると期待される。なお、高い相同性とは、アミノ酸配列全体で少なくとも50%以上、好ましくは70%以上、さらに好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上の配列の同一性を意味するものとする。なお、アミノ酸配列や塩基配列の同一性は、BLAST等を用いて決定できる。
The DNA encoding such a protein can be preferably obtained by performing a hybridization reaction under stringent conditions. In the present invention, stringent hybridization conditions are 6M urea, 0.4%
Refers to hybridization conditions of SDS, 0.5 × SSC or equivalent stringency. Higher stringency conditions such as 6M urea, 0.4%
It is expected that DNA with higher homology can be isolated under conditions of SDS and 0.1 × SSC. Note that high homology means sequence identity of at least 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more in the entire amino acid sequence. The identity of amino acid sequences and base sequences can be determined using BLAST or the like.

配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列においてアミノ酸変異を導入した改変配列は、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列として任意のデータベースをホモロジー検索して得られるE値(Expected value, E-value;期待値)が所定値以下のアミノ酸配列とすることができる。E値は、一般的に、あるいは用いるホモロジー検索プログラムにおいて定義されている。本発明におけるE値については、ホモロジー検索手法における一般的な定義あるいは用いる特定のホモロジー検索手法において個別に定義されていれば、その定義に従うものとする The modified sequence in which an amino acid mutation is introduced into the amino acid sequence described in any one of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 is an arbitrary sequence using the amino acid sequence described in any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 as a query sequence. The E value (Expected value, E-value; expected value) obtained by homology search of the database can be an amino acid sequence having a predetermined value or less. The E value is generally defined in the homology search program to be used. Regarding the E value in the present invention, if it is defined in the general definition in the homology search method or individually in the specific homology search method to be used, it follows the definition.

E値が小さければ小さいほど配列番号1:及び配列番号:4のいずれかに記載の配列と類似性が高い。E値は好ましくは、1.0×10-10以下である。一般にE値が1.0×10-10以下であれば、配列番号:1等に記載のアミノ酸配列に類似することが偶然には起きにくいということができる。こうしたアミノ酸配列であれば、機能的にも配列番号:1に記載のアミノ酸配列を有するタンパク質と同質あるいは類似の活性を有していると考えられる。好ましくは、E値は1.0×10-15以下である。よりE値が小さいアミノ酸配列を備えることで配列番号:1等に記載のアミノ酸配列からなるタンパク質と同質で同等の活性を得られやすくなる。 The smaller the E value, the higher the similarity to the sequence described in any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4. The E value is preferably 1.0 × 10 −10 or less. In general, if the E value is 1.0 × 10 −10 or less, it can be said that it is unlikely that accidental similarity to the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 or the like. Such an amino acid sequence is considered to have the same or similar activity functionally as the protein having the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1. Preferably, the E value is 1.0 × 10 −15 or less. By providing an amino acid sequence having a smaller E value, it becomes easier to obtain the same and equivalent activity as the protein consisting of the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 or the like.

ホモロジー検索は、問い合わせ配列に対するダイナミックプログラミングによるローカルペアワイズアライメントによるものとすることができる。この種のホモロジー検索プログラムは、インターネット等を通じて公開又は提供されているものから適宜選択して用いることができる。例えば、SSEARCH(http://www.ddbj.nig.ac.jp/search/ssearch-j.html等);BLAST(Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 87:2264-2268, 1990、Proc
Natl Acad Sci USA 90: 5873, 1993,http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)、PSI-BLAST(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/等);FASTA(http://www.ebi.ac.uk/fasta33/)及び等を用いることができる。なかでも、BLAST及びPSI-BLASTを好ましく用いることができる。
The homology search can be based on local pairwise alignment by dynamic programming on the query sequence. This kind of homology search program can be appropriately selected from those disclosed or provided through the Internet or the like. For example, SSEARCH (http://www.ddbj.nig.ac.jp/search/ssearch-j.html, etc.); BLAST (Proc.
Natl. Acad. Sci. USA 87: 2264-2268, 1990, Proc
Natl Acad Sci USA 90: 5873, 1993, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/), PSI-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ etc.) FASTA (http://www.ebi.ac.uk/fasta33/) and the like can be used. Of these, BLAST and PSI-BLAST can be preferably used.

検索対象とするデータベースは、特に限定しない。例えば、ホモロジー検索プログラムを公開するサイトにおいて準備されているものから適宜選択して用いることができる。また、プログラムとは別個に公開されている又は非公開状態のデータベースを用いることもできる。本タンパク質は、真核生物、特に植物のゲノム又はタンパク質あるいはこれらの一部(モチーフ)を含むデータベースを利用することで多くの類似配列を抽出することができる。本タンパク質のアミノ酸配列は、PPRモチーフを有するPPRタンパク質のC末端領域に相当するかあるいは類似することが多く、PPRタンパク質は植物に多く含まれているからである。PPRタンパク質は、シロイヌナズナなどの双子葉植物及びイネ(Oryza sativa)のような単子葉植物の双方に含まれており、こうした植物のタンパク質のデータベースを検索対象とすることが好ましい。   The database to be searched is not particularly limited. For example, it can be used by appropriately selecting from those prepared on a site that publishes a homology search program. It is also possible to use a database that is disclosed separately from the program or is not disclosed. Many similar sequences can be extracted from this protein using a database containing eukaryotes, particularly plant genomes or proteins, or a part (motif) thereof. This is because the amino acid sequence of this protein corresponds to or is often similar to the C-terminal region of a PPR protein having a PPR motif, and many PPR proteins are contained in plants. PPR protein is contained in both dicotyledonous plants such as Arabidopsis thaliana and monocotyledonous plants such as rice (Oryza sativa), and it is preferable to search a protein database of such plants.

なお、ホモロジー検索にあたっては、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列とするほか、当該アミノ酸配列をコードする塩基配列を問い合わせ配列として塩基配列やアミノ酸配列のデータベースを検索することにより、所定値以下のE値を有するアミノ酸配列を取得することも包含される。この場合、例えば、必要に応じてBLAST等に包含される各種ホモロジー検索手法を用いればよい。   In the homology search, the amino acid sequence described in any one of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 is used as a query sequence, and the base sequence encoding the amino acid sequence is used as a query sequence. It is also included to obtain an amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value by searching for. In this case, for example, various homology search methods included in BLAST or the like may be used as necessary.

例えば、配列番号:1を問い合わせ配列としたホモロジー検索(BLAST)によって抽出されるアミノ酸配列としては、配列番号:4に記載のアミノ酸配列が挙げられる(Os5g30710(OS_M23)、データベース:TIGR Rice Genome Annotation (http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/)、E値3×10-27)。 For example, the amino acid sequence extracted by homology search (BLAST) using SEQ ID NO: 1 as a query sequence includes the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 (Os5g30710 (OS_M23), database: TIGR Rice Genome Annotation ( http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/), E value 3 × 10 −27 ).

また、本タンパク質は、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索をしたときに所定値以下のE値であるアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含んでいてもよい。すなわち、抽出されたアミノ酸配列の改変配列を含んでいてもよい。こうしたアミノ酸変異の数は、特に限定しないが、好ましくは20個以下であり、より好ましくは10個以下である。より好ましくは5個以下である。   In addition, this protein has one or more amino acids in an amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value when a homology search is performed using the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 as a query sequence. May include amino acid sequences substituted, deleted, added and / or inserted. That is, it may contain a modified sequence of the extracted amino acid sequence. The number of such amino acid mutations is not particularly limited, but is preferably 20 or less, more preferably 10 or less. More preferably, it is 5 or less.

本タンパク質が有することのできるアミノ酸配列は、また、PPRタンパク質ファミリーのマルチプルアライメントによって得られるコンセンサス配列に基づくものであってもよい。コンセンサス配列を得るためのマルチプルアライメントに用いる手法やコンセンサス配列を取得する手法は特に限定されない。例えば、ClustalW: http://align.genome.jp/; HMMER(隠れマルコフモデル): http://hmmer.wustl.edu/;
MultiAlin:http://prodes.toulouse.inra.fr/multalin/multalin.html; mkdom/xdom:
http://prodes.toulouse.inra.fr/prodom/xdom/等各種の手法を採用することができる。コンセンサス配列が得られたなら、コンセンサス配列において高度に保存されているアミノ酸を維持するような改変配列や予測される活性部位や結合部位におけるアミノ酸をこれらの部位における相互作用を強めるように変異させた改変配列を得ることができる。例えば、こうしたコンセンサス配列の一例としては、HMMERマトリックスを利用してシロイヌナズナ85種のPPRタンパク質ファミリーのマルチプルアライメントから得られたもの(C末端側のDYWモチーフ)が開示されている(図1及び配列番号:6)(The Plant Cell,
Vol. 16, 2089-2103, August 2004、Fig.2)。図1において、保存されているアミノ酸は大文字で示され、特によく保存されているアミノ酸は太字で示されている。
The amino acid sequence that the protein can have may also be based on a consensus sequence obtained by multiple alignment of the PPR protein family. The method used for multiple alignment for obtaining a consensus sequence and the method for obtaining a consensus sequence are not particularly limited. For example, ClustalW: http://align.genome.jp/; HMMER (Hidden Markov Model): http://hmmer.wustl.edu/;
MultiAlin: http://prodes.toulouse.inra.fr/multalin/multalin.html; mkdom / xdom:
Various methods such as http://prodes.toulouse.inra.fr/prodom/xdom/ can be adopted. Once a consensus sequence was obtained, modified sequences that maintain highly conserved amino acids in the consensus sequence and amino acids in the predicted active and binding sites were mutated to enhance interaction at these sites. Modified sequences can be obtained. For example, as an example of such a consensus sequence, one obtained from a multiple alignment of 85 PPR protein families of Arabidopsis thaliana using the HMMER matrix (C-terminal DYW motif) is disclosed (FIG. 1 and SEQ ID NO: : 6) (The Plant Cell,
Vol. 16, 2089-2103, August 2004, Fig. 2). In FIG. 1, conserved amino acids are shown in capital letters, and particularly well conserved amino acids are shown in bold.

本タンパク質が備えることのできるアミノ酸配列の他の一つの特徴としては、チトクロームCヘム結合モチーフCxxCH(C:システィン、H:ヒスチジン、x:任意のアミノ酸)を有していることが挙げられる。このモチーフは、金属配位モチーフとして知られている。このモチーフを保持することがRNA分解酵素活性及びそのアデニン塩基特異性に好ましい。このモチーフは、例えば、配列番号:1において第69位〜第72位に相当する配列に位置することができる。当該モチーフは、C末端側から約40アミノ酸程度の位置、例えば、C末端側から35〜45アミノ酸に位置することができる。当該モチーフの有無は、例えば、PROSITE(http://au.expasy.org/prosite/)など各種公知のモチーフデータベースにて確認することができる。既に例示した配列番号:1、配列番号:4及び配列番号:6に記載のアミノ酸配列においてもこのモチーフを備えている。   Another characteristic of the amino acid sequence that can be provided by this protein is that it has a cytochrome C heme binding motif CxxCH (C: cysteine, H: histidine, x: any amino acid). This motif is known as a metal coordination motif. Retaining this motif is preferred for RNase activity and its adenine base specificity. This motif can be located, for example, in a sequence corresponding to positions 69 to 72 in SEQ ID NO: 1. The motif can be located at about 40 amino acids from the C-terminal side, for example, 35 to 45 amino acids from the C-terminal side. The presence or absence of the motif can be confirmed by various known motif databases such as PROSITE (http://au.expasy.org/prosite/). This motif is also provided in the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6 already exemplified.

本タンパク質が備えることができるアミノ酸配列のさらに他の一つの特徴としては、PPRモチーフを備える天然タンパク質(PPRタンパク質)のC末端領域に位置するアミノ酸配列又はその改変配列が挙げられる。PPR(pentatricopepetide repeat)モチーフは、35アミノ酸の保存配列がリピートしたものであり、植物に多く存在し、なかでも葉緑体やミトコンドリアに局在することが知られている(Biochem Soc Trans. 2004 Aug;32(Pt 4):571-4.)。PPRモチーフの有無は、例えば、PFAM(http://www.sanger.ac.uk/Software/Pfam/)などのドメインデータベースにより知ることができる(Accession No.PF01535)。35アミノ酸のコンセンサス配列を、図2及び配列番号:7に示す。図2において、よく保存されているアミノ酸は大文字で示されている。配列番号:1及び配列番号:4に記載のアミノ酸配列はいずれもこうしたPPRタンパク質のC末端領域に位置される配列である。なお、PPRタンパク質のC末端側領域に位置されるアミノ酸配列の改変配列における改変配列の意味は、既に説明した意味がここでも適用される。 Yet another characteristic of the amino acid sequence that can be provided by the present protein includes an amino acid sequence located in the C-terminal region of a natural protein (PPR protein) having a PPR motif or a modified sequence thereof. The PPR (pentatricopepetide repeat) motif is a 35 amino acid conserved sequence that is repeated in plants and is known to be localized in chloroplasts and mitochondria (Biochem Soc Trans. 2004 Aug). ; 32 (Pt 4): 571-4.). The presence or absence of the PPR motif can be known from a domain database such as PFAM (http://www.sanger.ac.uk/Software/Pfam/) (Accession No. PF01535). A consensus sequence of 35 amino acids is shown in FIG. 2 and SEQ ID NO: 7. In FIG. 2, well-conserved amino acids are shown in capital letters. All of the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 are sequences located in the C-terminal region of such PPR protein. The meaning of the modified sequence in the modified sequence of the amino acid sequence located in the C-terminal region of the PPR protein also applies here.

こうしたタンパク質は、PPRタンパク質が植物の葉緑体やミトコンドリアに多く存在することから、単子葉植物及び双子葉植物の天然タンパク質中のアミノ酸配列及びこの改変配列であるアミノ酸配列を有することができる。植物種は特に限定されないが、例えば、単子葉植物としては、イネ、ムギ、キビ等が挙げられ、双子葉植物としては、シロイヌナズナ、ダイズ、ピーナッツ、ごま、ナタネ、綿実、ヒマワリ、サフラワー、、バレイショ、サツマイモ等が挙げられる。 Such a protein can have an amino acid sequence in a natural protein of monocotyledonous plants and dicotyledonous plants and an amino acid sequence that is a modified sequence thereof because PPR proteins are present in a large amount in chloroplasts and mitochondria of plants. Although plant species is not particularly limited, for example, monocotyledonous plants include rice, wheat, millet, etc., and dicotyledonous plants include Arabidopsis, soybean, peanut, sesame, rapeseed, cottonseed, sunflower, safflower, Potato, sweet potato and the like.

本タンパク質は、RNA切断活性を有することができる。本タンパク質のRNA切断活性は、RNAを切断することができる限りどのような態様であってもよい。本タンパク質のRNA切断活性は、RNA特異的であることが好ましい。RNA特異的であるとDNAに作用しないのでDNA等と容易に分離することができるし、DNA配列を維持させることができる。また、エキソ型でもエンド型でもよいが、好ましくはエンド型である。エンド型であることで、RNAの機能解析等に有用である。なお、本明細書において、RNA切断活性とは、切断部位又はその近傍にRNA鎖を備えるオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドを切断するものであればよい。したがって、DNA/RNAハイブリッドやDNA-RNAキメラ、修飾塩基やその他の修飾や付加を含むヌクレオチド鎖を切断対象として含めることができる。 The protein can have RNA cleavage activity. The RNA cleavage activity of this protein may be in any form as long as it can cleave RNA. The RNA cleavage activity of this protein is preferably RNA specific. If it is RNA specific, it does not act on DNA, so it can be easily separated from DNA and the like, and the DNA sequence can be maintained. Further, an exo type or an end type may be used, but an end type is preferred. The end type is useful for RNA functional analysis and the like. In the present specification, the RNA cleavage activity may be any as long as it cleaves an oligonucleotide or polynucleotide having an RNA chain at or near the cleavage site. Therefore, DNA / RNA hybrids, DNA-RNA chimeras, nucleotide chains containing modified bases and other modifications and additions can be included as cleavage targets.

本タンパク質は、塩基特異的なRNA切断活性を有していることが好ましい。本明細書において。塩基特異的なRNA切断活性を有しているとは、1又は2以上の特定塩基を認識して認識した特定塩基に対して所定の位置にある結合を切断する活性を有していることを意味している。本発明においては、好ましくはアデニン塩基を認識する。さらに、アデニン塩基を認識してその5’側においてRNAを切断することが好ましい。従来、アデニン塩基を高い特異性を持って認識して切断するRNaseは見出されておらず、研究及びその他の各種用途に有用である。 The protein preferably has base-specific RNA cleavage activity. In this specification. Having a base-specific RNA cleaving activity means having an activity of cleaving a bond at a predetermined position with respect to a specific base recognized by recognizing one or more specific bases. I mean. In the present invention, an adenine base is preferably recognized. Furthermore, it is preferable to recognize an adenine base and cleave RNA on the 5 'side thereof. Conventionally, no RNase has been found that recognizes and cleaves adenine bases with high specificity, and is useful for research and other various applications.

本タンパク質は、EDTAが所定濃度範囲にあるとき、換言すれば、所定濃度の2価金属イオンの存在下でRNA切断活性を発揮することができることが好ましい。こうした2価金属イオン濃度依存性を備えることで2価金属イオン濃度やEDTA等のキレート剤の添加濃度でその活性を制御することができる。好ましくは、本タンパク質はそのRNA切断活性を発揮するのにあたって、2価金属イオン濃度について至適範囲を有している。例えば、配列番号:1に記載のアミノ酸配列を含むタンパク質は、EDTA等のキレート剤の不存在下及び高濃度存在下ではRNA切断活性を有していないが、20mM以上、好ましくは25mM以上の濃度で、また、70mM以下、好ましくは、62.5mM以下の濃度で高いRNA切断活性を発揮することができる。また、例えば、マグネシウムイオンなどの2価金属イオン濃度としては、1mM以上10mM以下程度が好ましく、より好ましくは、下限が2mMであり、上限が5mMである。   When the EDTA is in a predetermined concentration range, in other words, the present protein preferably exhibits RNA cleavage activity in the presence of a predetermined concentration of divalent metal ions. By providing such a divalent metal ion concentration dependency, the activity can be controlled by the divalent metal ion concentration or the addition concentration of a chelating agent such as EDTA. Preferably, the present protein has an optimal range for the divalent metal ion concentration in exerting its RNA cleavage activity. For example, a protein comprising the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 does not have RNA cleavage activity in the absence of a chelating agent such as EDTA and in the presence of a high concentration, but a concentration of 20 mM or more, preferably 25 mM or more. In addition, high RNA cleaving activity can be exhibited at a concentration of 70 mM or less, preferably 62.5 mM or less. Further, for example, the concentration of divalent metal ions such as magnesium ions is preferably about 1 mM or more and 10 mM or less, more preferably, the lower limit is 2 mM and the upper limit is 5 mM.

RNA切断活性は、公知の方法によって測定することができる。一般的には、適当な媒体下で基質RNAとタンパク質とを接触させるようにすればよい。基質RNAには放射性元素などの適当な標識を付して置くことができる。適当な温度下で一定時間反応させた後、RNAを抽出し尿素変性ポリアクリルアミドゲルなどで電気泳動することによりRNAの分解程度を検知することができる。なお、部位特異的な切断活性を測定する場合には、分解反応産物に対してコンプレメンタリーDNAを調製するとともに、基質RNAの鋳型であるDNAからDNAラダーを調製し、これらをそれぞれ尿素変性ポリアクリルアミドゲル電気泳動などで分離させることによって切断部位を特定することができる。   The RNA cleavage activity can be measured by a known method. In general, the substrate RNA and the protein may be brought into contact under an appropriate medium. The substrate RNA can be placed with an appropriate label such as a radioactive element. After reacting at an appropriate temperature for a certain period of time, RNA is extracted and the degree of RNA degradation can be detected by electrophoresis on a urea-denatured polyacrylamide gel or the like. When measuring site-specific cleavage activity, a complementary DNA is prepared for the degradation reaction product, and a DNA ladder is prepared from the DNA that is the template for the substrate RNA. A cleavage site can be identified by separating by gel electrophoresis or the like.

なお、本タンパク質は、RNA切断活性を発揮できる限り、さらに他のアミノ酸配列を備えていてもよい。製造上の都合及び使用用途等に応じて各種のアミノ酸配列を付加することもできる。   In addition, as long as this protein can exhibit RNA cutting | disconnection activity, it may be provided with the other amino acid sequence. Various amino acid sequences can be added depending on the production convenience and intended use.

(本タンパク質の製造方法)
本タンパク質は、天然タンパク質又はその一部であるときには、自然界において保持される植物などの生物体又はそのタンパク質が局在するオルガネラ画分から、タンパク質を抽出し、分離精製等することによっても得ることができる。また、本タンパク質が天然タンパク質の全部又は一部であっても、非天然のタンパク質であっても、化学的又は遺伝子工学的に得ることもできる。遺伝子工学的手法によって得る場合には、本タンパク質をコードするポリヌクレオチドを用いて無細胞的にあるいはこのポリヌクレオチドを適当な宿主に導入して形質転換体を作出し、当該形質転換体の宿主内又は宿主外で発現させるようにすることができる。
(Method for producing this protein)
When the present protein is a natural protein or a part thereof, it can also be obtained by extracting the protein from an organism such as a plant retained in nature or an organelle fraction where the protein is localized, followed by separation and purification, etc. it can. Moreover, even if this protein is all or a part of a natural protein, or a non-natural protein, it can also be obtained chemically or genetically. When obtained by a genetic engineering technique, a transformant is produced in a cell-free manner using a polynucleotide encoding this protein or by introducing this polynucleotide into an appropriate host, and the transformant is transformed into the host. Alternatively, it can be expressed outside the host.

(RNA分解酵素のスクリーニング方法及び製造方法)
本発明のRNA分解酵素のスクリーニング方法は、配列番号:1及び配列番号:4に記載のアミノ酸配列のいずれか又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有するタンパク質を準備する工程と、前記準備したタンパク質についてRNA切断活性の有無を検出する工程と、を備えることができる。このスクリーニング方法によれば、RNA切断活性を有するタンパク質(RNA分解酵素)を効率的に得ることができる。また、前記タンパク質の準備工程は、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って得られる所定値以下のE値を有するアミノ酸配列又はこれらの改変配列を備えるタンパク質を準備する工程とすることもできる。配列番号:1及び配列番号:4に記載のアミノ酸配列は、酵素活性が確認されたDYW配列であるため、これらの配列を問い合わせ配列とすることで同等活性のあるアミノ酸配列を効率的に抽出することができる。さらに、本発明のRNA分解酵素のスクリーニング方法においては、配列番号:6に記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って所定値以下のE値を有するアミノ酸配列を抽出するようにしてもよい。配列番号:6に記載の配列は、DYWモチーフのコンセンサス配列であるから、この配列と所定値以下のE値を有するアミノ酸配列を有するタンパク質をRNA切断活性のスクリーニング対象とすることが可能である。さらに、チトクロームCヘム結合モチーフを有するアミノ酸配列を準備するようにするとより一層効果的にRNA分解酵素をスクリーニングすることができる。
(Screening method and production method of RNase)
The screening method for the RNase of the present invention comprises substitution, deletion, addition and / or insertion of one or a plurality of amino acids in any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 or in these sequences. A step of preparing a protein having the prepared amino acid sequence, and a step of detecting the presence or absence of RNA cleavage activity for the prepared protein. According to this screening method, a protein (RNA degrading enzyme) having RNA cleavage activity can be obtained efficiently. In addition, the protein preparation step includes the amino acid sequence having an E value equal to or lower than a predetermined value obtained by performing a homology search using the amino acid sequence of any one of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 as a query sequence, or these It can also be set as the process of preparing protein provided with a modification arrangement | sequence. Since the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 are DYW sequences whose enzyme activity has been confirmed, amino acid sequences having equivalent activity can be efficiently extracted by using these sequences as query sequences. be able to. Furthermore, in the RNase screening method of the present invention, an amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value may be extracted by performing a homology search using the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 6 as a query sequence. . Since the sequence described in SEQ ID NO: 6 is a consensus sequence of the DYW motif, a protein having an amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value can be selected as a screening target for RNA cleavage activity. Furthermore, when an amino acid sequence having a cytochrome C heme binding motif is prepared, RNase can be screened more effectively.

タンパク質の準備工程では、例えば、所定のホモロジー検索において所定値以下のE値を有するアミノ酸配列を有するタンパク質を抽出し、当該タンパク質をコードするポリヌクレオチドなどを用いて当該タンパク質を遺伝子工学的に生産することもできる。 In the protein preparation step, for example, a protein having an amino acid sequence having an E value equal to or lower than a predetermined value in a predetermined homology search is extracted, and the protein is genetically engineered using a polynucleotide or the like encoding the protein. You can also.

なお、所定値以下のE値を有するアミノ酸配列を備えるタンパク質を準備するにあたっては、既に説明した各種のホモロジー検索プログラムを用いることができる。また、E値については、好ましくは、1.0×10-10以下であり、より好ましくは、1.0×10-15以下である。また、改変配列についても既に説明した各種の態様をこの方法で準備するタンパク質に適用することができる。RNA切断活性の有無は、既に説明した方法等、当業者において周知の方法を用いて測定することができる。 In preparing a protein having an amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value, the various homology search programs already described can be used. Further, the E value is preferably 1.0 × 10 −10 or less, and more preferably 1.0 × 10 −15 or less. In addition, the various aspects already described for the modified sequence can be applied to the protein prepared by this method. The presence or absence of RNA cleavage activity can be measured using methods well known to those skilled in the art, such as the methods already described.

こうしたRNA分解酵素のスクリーニングによってRNA切断活性を有することが検出されたタンパク質は、既に説明した本タンパク質を製造する場合と同様、天然の生物体から取得することもできるし、人工的に取得することもできる。RNA分解酵素は、また、配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って得られる所定値以下のE値を有するアミノ酸配列又はこれらの改変配列を備えるとともに、チトクロームCヘム結合モチーフCxxCHを備えるタンパク質を製造することによっても得ることができる。こうしたタンパク質は、高い確率でRNA切断活性を発揮できるからである。   Proteins that have been detected to have RNA-cleaving activity by such RNase screening can be obtained from natural organisms or artificially obtained in the same manner as in the production of this protein described above. You can also. The RNase is also an amino acid sequence having an E value equal to or lower than a predetermined value obtained by performing a homology search using the amino acid sequence of any one of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 as a query sequence, or a modified sequence thereof And a protein comprising a cytochrome C heme-binding motif CxxCH. This is because such a protein can exhibit RNA cleavage activity with a high probability.

(核酸分析キット)
本分析キットは、本タンパク質をキット構成に含めることができる。キットに含められるタンパク質は、どういった形態で含められていてもよいが、例えば、保存性等を考慮して凍結乾燥体として含められていることが好ましい。また、本分析キットには、その他のRNase、DNase等、核酸の分離精製、分析等に必要な酵素や試薬を含められていてもよい。
(Nucleic acid analysis kit)
The present analysis kit can include the present protein in a kit configuration. The protein included in the kit may be included in any form. For example, it is preferable that the protein is included as a lyophilized product in consideration of storage stability. In addition, the present analysis kit may include other RNases, DNases, and the like, enzymes and reagents necessary for nucleic acid separation and purification, analysis, and the like.

(ポリヌクレオチド)
本ポリヌクレオチドは、本タンパク質をコードする領域を有することができる。本タンパク質をコードするポリヌクレオチドの塩基配列としては、例えば、配列番号:2及び配列番号:5が挙げられる。ポリヌクレオチドにおける塩基配列は、本タンパク質をコードしている以上コドン用法は特に限定されない。
(Polynucleotide)
The polynucleotide can have a region encoding the protein. Examples of the base sequence of the polynucleotide encoding this protein include SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 5. The codon usage is not particularly limited as long as the base sequence in the polynucleotide encodes the present protein.

本ポリヌクレオチドは、例えば、本ポリヌクレオチドを発現可能にプロモーター等の調節領域を備える発現カセット、ベクター、プラスミド、人工染色体及び感染可能なアグロバクテリウム等のウイルスの態様であってもよい。   The polynucleotide may be in the form of a virus such as an expression cassette, vector, plasmid, artificial chromosome, and infectious Agrobacterium, which includes a regulatory region such as a promoter so that the polynucleotide can be expressed.

(形質転換体)
本形質転換体は、本ポリヌクレオチドを、本タンパク質を発現可能に保持する形質転換体とすることができる。本形質転換体は、大腸菌や乳酸菌などの原核細胞のほか、酵母、植物培養細胞及び植物体を宿主とすることができる。植物体としては、植物個体、その植物個体を構成しうる全ての種類、形態の細胞、植物固体の一部である組織や器官ならびに生殖細胞を含んでいる。また、植物個体の一部としては、その繁殖媒体(種子、根茎、果実、切穂等)も包含する。
(Transformant)
In the present transformant, the present polynucleotide can be used as a transformant capable of expressing the present protein. In addition to prokaryotic cells such as Escherichia coli and lactic acid bacteria, the present transformant can be hosted by yeast, plant cultured cells and plants. The plant body includes a plant individual, all types and forms of cells that can constitute the plant individual, tissues and organs that are part of a plant solid, and germ cells. Moreover, as a part of a plant individual, its propagation medium (seed, rhizome, fruit, cutting ear, etc.) is also included.

本形質転換体が、本タンパク質の発現可能な本ポリヌクレオチドを保持するには、本ポリヌクレオチドは適当なプロモーターの制御下に連結されることが好ましい。また、適当なターミネータも連結されることが好ましい。その他、発現の増強に有効なエレメントを適宜備えることができる。   In order for the transformant to retain the present polynucleotide capable of expressing the present protein, the present polynucleotide is preferably linked under the control of an appropriate promoter. Further, it is preferable that an appropriate terminator is also connected. In addition, an element effective for enhancing expression can be appropriately provided.

こうした形質転換体は、本タンパク質を大量に生産するほか、RNA/DNA代謝研究に有用である。   Such transformants not only produce this protein in large quantities, but are also useful for RNA / DNA metabolism studies.

また、本形質転換体は、本タンパク質の発現を抑制可能に構築されていてもよい。例えば、植物等に内在する、配列番号:1に記載のアミノ酸配列又は配列番号:4に記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って所定値以下のE値を有するアミノ酸配列又は当該アミノ酸配列を含むタンパク質あるいはさらにチトクロームCヘム結合モチーフを有するタンパク質の発現を抑制可能に構築されていてもよい。こうした形質転換体は、RNA/DNA代謝研究に有用である。本タンパク質の発現を抑制する態様としては、内在する本タンパク質をコードする遺伝子の破壊や当該遺伝子の転写や翻訳を抑制するほか、変異等を導入して不完全なタンパク質等として発現させてその作用を低下又は失活させたり、あるいは本タンパク質と相互作用して本タンパク質の作用を低下させる物質を発現させることが挙げられる。   Moreover, this transformant may be constructed so that the expression of this protein can be suppressed. For example, an amino acid sequence having an E value equal to or lower than a predetermined value by performing a homology search using the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1 or the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 4 as a query sequence, which is inherent in plants or the like, or the amino acid sequence Or a protein having a cytochrome C heme-binding motif may be constructed so that expression of the protein can be suppressed. Such transformants are useful for RNA / DNA metabolism studies. As an aspect of suppressing the expression of this protein, in addition to the destruction of the gene encoding the present protein and the transcription and translation of the gene, the mutation is introduced and expressed as an incomplete protein, etc. Decrease or inactivate or express a substance that interacts with the protein and decreases the action of the protein.

例えば、特定の遺伝子の発現を抑制する方法としては、特定遺伝子のノックアウトのほか、、アンチセンス法、コサプレッション法、RNA干渉法及びリボザイム法等を用いて、mRNAを対象にした発現抑制可能な核酸コンストラクトを導入し保持させることが挙げられる。   For example, as a method for suppressing the expression of a specific gene, in addition to knocking out a specific gene, expression can be suppressed for mRNA using an antisense method, a co-suppression method, an RNA interference method, a ribozyme method, or the like. Introducing and retaining a nucleic acid construct.

なお、形質転換体は、当業者の公知の手法を採用して作出することができる。形質転換体が植物体の場合、例えば、本タンパク質を発現可能に保持する形質転換体を作成するには、植物細胞内で本タンパク質を発現可能なコンストラクトを構築し、当該コンストラクトを植物細胞に導入し、該植物細胞から植物体を再生させればよい。ベクターは特異に限定されない。また、植物細胞内で恒常的に遺伝子を発現させるためのプロモーター(例えば、カリフラワーモザイクウイルスの35Sプロモーター)を有するベクターや、外的な刺激により誘導的に活性化されるプロモーターを有するベクターを用いることもできる。コンストラクトが導入される細胞としては、植物体に再生可能なあらゆる種類の形態の植物細胞を含めることができる。例えば、培養細胞、プロトプラスト、苗条原基、多芽体、毛状根、カルス、葉など特定器官の切片等が挙げられる。植物の形質転体は、所定の再生工程を実施することで細胞を植物体に変換することができる。再生の方法は、植物の種類によって異なるが、各種公知の方法を使用できる。植物細胞への核酸コンストラクトの導入には、ポリエチレングリコール法、電気穿孔法(エレクトロポレーション法)、アグロバクテリウムを介する方法、パーティクルガン法など、当業者に公知の種々の方法を用いることができる。また、パーティクルガン法においては、例えば、バイオラッド社のものを用いることが可能である。形質転換植物細胞からの植物体の再生は、植物細胞の種類に応じて当業者に公知の方法で行うことが可能である。また、再生した植物体から有性生殖または無性生殖により子孫を得ることができる。また、該植物体やその子孫あるいはクローンから繁殖材料(例えば、種子、果実、切穂、塊茎、塊根、株、カルス、プロトプラストなど)を得て、それらを基に該植物体を量産することも可能である。   In addition, a transformant can be produced by employing a method known to those skilled in the art. When the transformant is a plant body, for example, in order to create a transformant capable of expressing the protein, a construct capable of expressing the protein is constructed in the plant cell, and the construct is introduced into the plant cell. The plant body may be regenerated from the plant cell. The vector is not specifically limited. Also, use a vector having a promoter (eg, cauliflower mosaic virus 35S promoter) for constitutive gene expression in plant cells, or a vector having a promoter inducibly activated by an external stimulus. You can also. The cells into which the construct is introduced can include all types of plant cells that can be regenerated into plants. Examples thereof include cultured cells, protoplasts, shoot primordia, polyblasts, hairy roots, callus, and sections of specific organs such as leaves. Plant transformants can convert cells into plants by carrying out a predetermined regeneration step. The method of regeneration varies depending on the type of plant, but various known methods can be used. For introduction of nucleic acid constructs into plant cells, various methods known to those skilled in the art such as polyethylene glycol method, electroporation method (electroporation method), Agrobacterium-mediated method, and particle gun method can be used. . Further, in the particle gun method, for example, a product from Bio-Rad can be used. Regeneration of plant bodies from transformed plant cells can be performed by methods known to those skilled in the art depending on the type of plant cells. In addition, offspring can be obtained from the regenerated plant body by sexual reproduction or asexual reproduction. It is also possible to obtain a propagation material (for example, seeds, fruits, cuttings, tubers, tuberous roots, strains, callus, protoplasts, etc.) from the plant body, its descendants or clones, and mass-produce the plant body based on them. Is possible.

(核酸の処理方法)
本処理方法は、タンパク質を用いてRNAを切断する工程を備えることができる。この処理方法は、RNAを切断し、RNAを断片化することができる。この切断工程によれば、例えば、試験管内においてRNA断片を生成させて、当該RNAの機能探索のための材料を得ることができる。また、塩基特異的にRNAを切断するため、生じたRNA断片を分析することで切断対象となったRNAの構造等を推測することもできる。
(Nucleic acid processing method)
This treatment method can include a step of cleaving RNA using a protein. This treatment method can cleave RNA and fragment RNA. According to this cutting step, for example, an RNA fragment can be generated in a test tube, and a material for searching for the function of the RNA can be obtained. In addition, since RNA is cleaved in a base-specific manner, the structure of RNA to be cleaved can be estimated by analyzing the generated RNA fragment.

本処理方法は、さらに、DNAなどの核酸を分離精製する工程を備えていてもよいし、RNAを抽出する工程を備えていてもよいし、さらに、RNA切断後に当該切断したRNA断片を電気泳動やMALDI等で検出する工程を備えることもできる。   This treatment method may further comprise a step of separating and purifying nucleic acids such as DNA, a step of extracting RNA, and electrophoresis of the cleaved RNA fragment after RNA cleavage. Or a step of detecting by MALDI or the like.

核酸の分離精製工程において、分離精製対象は、RNAとDNAとが混在する可能性のある試料であることが好ましい。こうした試料としては、生体から抽出された試料のほか、試験内でDNA合成した際の反応試料等であってもよい。例えば、RNAとDNAが混在する場合には、本タンパク質は、DNAには作用しないため共存するRNAから未切断断片としてDNAを容易に精製することができる。一方、本タンパク質はRNAに作用するため、RNAを切断断片として分離することができる。こうした分離精製工程においては、本タンパク質を適当な固相に固定化しておくと都合がよい。また、こうした固相を充填したカラムを用いてもよい。核酸の分離精製工程はRNAの切断工程後に備えることが好ましい。   In the nucleic acid separation and purification step, the separation and purification target is preferably a sample in which RNA and DNA may coexist. Such a sample may be a sample extracted from a living body, a reaction sample when DNA is synthesized in a test, or the like. For example, when RNA and DNA coexist, the present protein does not act on DNA, and thus DNA can be easily purified from coexisting RNA as an uncut fragment. On the other hand, since this protein acts on RNA, RNA can be isolated as a cleaved fragment. In such a separation and purification step, it is convenient to immobilize this protein on an appropriate solid phase. Also, a column packed with such a solid phase may be used. It is preferable that the nucleic acid separation and purification step is provided after the RNA cleavage step.

RNAを抽出する工程において、抽出対象は生体試料であることが好ましい。こうしたRNAを抽出して、その後、本タンパク質で切断することで、生体内におけるRNAの代謝研究が可能となる。RNA抽出工程は、RNA切断工程に先立って備えることが好ましい。   In the step of extracting RNA, the extraction target is preferably a biological sample. By extracting such RNA and then cleaving with this protein, RNA metabolism in vivo can be studied. The RNA extraction step is preferably prepared prior to the RNA cleavage step.

さらに、RNA切断後に生じたRNA断片を検出する工程は、RNA断片自体、あるいはコンプレメンタリーDNAを調製した上で、電気泳動、マイクロアレイ及びMALDI等で分析するようにしてもよい。   Furthermore, the step of detecting an RNA fragment generated after RNA cleavage may be analyzed by electrophoresis, microarray, MALDI or the like after preparing the RNA fragment itself or complementary DNA.

以下、本発明に関して、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例の限定されるものではない。   Hereinafter, although an example is given and the present invention is explained concretely, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1: 新規RNA分解酵素、T-DYWの調製とRNA分解活性の測定)
(シロイヌナズナからのゲノムDNAの調製)
シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana, ecotype Columbia)をムラシゲ・スクーク培地(2%ショ糖、0.5% Gellangamを含む)で3週間培養した。培養した植物の緑葉(0.5 g)をフェノール/クロロホルム抽出した後、エタノールを加えてDNAを不溶化した。回収したDNAを100 μlのTE液(10 mM トリス・塩酸 (pH 8.0)、1mM EDTA)に溶解し、10ユニットのRNase A(DNase-free、タカラバイオ社)を加えて、37℃で30分反応させた。その後、反応液を再度フェノール/クロロホルム抽出した後、エタノール沈殿によりDNAを回収した。10 μgのDNAが得られた。
(Example 1: Preparation of novel RNA-degrading enzyme, T-DYW and measurement of RNA-degrading activity)
(Preparation of genomic DNA from Arabidopsis thaliana)
Arabidopsis thaliana (ecotype Columbia) was cultured in Murashige sukuk medium (containing 2% sucrose and 0.5% Gellangam) for 3 weeks. The green leaves (0.5 g) of the cultured plant were extracted with phenol / chloroform, and then ethanol was added to insolubilize the DNA. Dissolve the recovered DNA in 100 μl of TE solution (10 mM Tris-HCl (pH 8.0), 1 mM EDTA), add 10 units of RNase A (DNase-free, Takara Bio Inc.), and then at 37 ° C for 30 minutes. Reacted. Thereafter, the reaction solution was again extracted with phenol / chloroform, and then DNA was collected by ethanol precipitation. 10 μg of DNA was obtained.

(DYWモチーフをコードする遺伝子のクローニング)
シロイヌナズナからのゲノムDNAの調製は上記の実施例1に記載されている方法により行った。シロイヌナズナゲノム情報データベース(MATDB:
http://mips.gsf.de/proj/thal/db/index.html)に掲載されている配列情報を参照し、DYWモチーフを持つタンパク質遺伝子at2g02980の当該DYWモチーフに相当するDNA配列を増幅するためのオリゴヌクレオチドプライマー(02980DYW-F、02980_m-R;配列番号:8、9に記載)を調製した。オリゴヌクレオチドプライマーのフォワードプライマーである02980DYW-F、リバースプライマーである02980_m-Rの5'側にはそれぞれEco
RI、SalI配列を付加した。EcoRIとSalI配列は得られたクローンを制限酵素処理で挿入配列を切り出すのに利用できるように組み入れた。
(Cloning of gene encoding DYW motif)
Preparation of genomic DNA from Arabidopsis thaliana was performed by the method described in Example 1 above. Arabidopsis genome information database (MATDB:
Refer to the sequence information posted at http://mips.gsf.de/proj/thal/db/index.html) and amplify the DNA sequence corresponding to the DYW motif of the protein gene at2g02980 having the DYW motif. Oligonucleotide primers (02980DYW-F, 02980_m-R; described in SEQ ID NOs: 8 and 9) were prepared. The oligonucleotide primer forward primer 02980DYW-F and reverse primer 02980_m-R have Eco
RI and SalI sequences were added. EcoRI and SalI sequences were incorporated so that the resulting clones could be used to cut out the insert sequence by restriction enzyme treatment.

at2g02980を含むDNA断片は、100 ngのゲノムDNAと上記プライマーを含む50 μlの反応液を95℃ 30秒、60℃ 30秒、72℃ 30秒の25サイクルでPrime Star (タカラバイオ社)
をDNA 伸長酵素として用い、PCRすることによって増幅した。その結果、339塩基対のDNA断片の増幅が確認できた。得られたDNA断片は、pBAD/Thio-TOPO ベクター(Invitrogen社)を用いて、クローニングした。クローニングするために必要なDNA断片の3'末端突出アデノシンは、DNA断片を0.1
ユニット TaKaRa Ex-Taq(タカラバイオ社)と2.5 mM ATPで70℃、10分間反応することで付加した。クローン化したDYWモチーフをコードするDNA配列を決定し、上記データベース上においてDYWモチーフに相当するDNA配列と相同な配列(配列番号:2)であることを確認し、プラスミドpTrx_DYWと命名した。
The DNA fragment containing at2g02980 is Prime Star (Takara Bio Inc.) in a 50 μl reaction solution containing 100 ng of genomic DNA and the above primers in 25 cycles of 95 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 30 seconds.
Was amplified as a DNA extender by PCR. As a result, amplification of a DNA fragment of 339 base pairs was confirmed. The obtained DNA fragment was cloned using the pBAD / Thio-TOPO vector (Invitrogen). The 3 'overhanging adenosine of the DNA fragment required for cloning
It was added by reacting the unit TaKaRa Ex-Taq (Takara Bio Inc.) with 2.5 mM ATP at 70 ° C. for 10 minutes. A DNA sequence encoding the cloned DYW motif was determined, confirmed to be a sequence homologous to the DNA sequence corresponding to the DYW motif (SEQ ID NO: 2) on the database, and named plasmid pTrx_DYW.

(T-DYWタンパク質の調製)
得られたプラスミドpTrx_DYWをEscherichia coli LMG194株(Invitrogen社)に形質転換した。この大腸菌をアンピシリンが100 μg/mlの濃度で存在する0.2%グルコースを含むRM培地4,000 ml(1リットル培地を含む2リットル三角フラスコ、計4本)中で、37℃で培養した。培養液の濁度が波長600 nmでの吸光度が0.5に達した時に、誘導物質であるL-アラビノースを最終濃度が0.2%になるように添加し、さらに4時間培養を行った。遠心による集菌後、菌体を1 mg/mlのリゾチームを含む200 mlのバッファーA(50 mM トリス・塩酸 pH 8.0、500 mM KCl、2
mM imidazole、10 mM MgCl2、0.5% Triton X100、10% グリセロール)に懸濁し、超音波破砕と凍結溶解により菌体を破壊した。15,000 x g、20分間の遠心分離後に、上清を粗抽出液として回収した。この粗抽出液をバッファーAで平衡化したニッケルカラム樹脂(ProBond A、Invitrogen社)を充填したカラムに供した。
(Preparation of T-DYW protein)
The obtained plasmid pTrx_DYW was transformed into Escherichia coli LMG194 strain (Invitrogen). This Escherichia coli was cultured at 37 ° C. in 4,000 ml of RM medium containing 0.2% glucose containing ampicillin at a concentration of 100 μg / ml (2 liter Erlenmeyer flask containing 1 liter medium, total of 4 tubes). When the turbidity of the culture solution reached an absorbance at a wavelength of 600 nm of 0.5, an inducer, L-arabinose, was added to a final concentration of 0.2%, and the culture was further continued for 4 hours. After collection by centrifugation, the cells are mixed with 200 ml of buffer A containing 1 mg / ml lysozyme (50 mM Tris / HCl pH 8.0, 500 mM KCl, 2
suspended in mM imidazole, 10 mM MgCl 2 , 0.5% Triton X100, 10% glycerol), and the cells were disrupted by ultrasonic disruption and freeze lysis. After centrifugation at 15,000 xg for 20 minutes, the supernatant was recovered as a crude extract. This crude extract was applied to a column packed with a nickel column resin (ProBond A, Invitrogen) equilibrated with buffer A.

カラムクロマトグラフィーは、20
mM imidazoleを含むバッファーAで十分に洗浄した後、200
mM imidazoleを含むバッファーAで目的タンパク質を溶出する二段階濃度勾配により行った。得られた組み換えタンパク質をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により確認したところ、30 kDaのタンパク質として検出された。これをT-DYWタンパク質と命名した(配列番号:10)。なお、このタンパク質は、配列番号:1に記載のアミノ酸配列を備えるとともに、N末端側に溶解性を高めるためのチオレドキンのアミノ酸配列、C末端側にヒスチジンタグ配列を備える融合タンパク質である。RM培地1リットルあたり、600 μgのT-DYWタンパク質が得られた。T-DYWタンパク質を含む精製画分1 mlを1リットルのバッファー E(20 mM トリス・塩酸 pH 7.9、60
mM KCl、12.5 mM MgCl2、0.1 mM EDTA、17% グリセロール、2 mM DTT)で透析した後、T-DYWタンパク質の精製標品とした。
Column chromatography is 20
After thoroughly washing with buffer A containing mM imidazole, 200
This was performed by a two-step concentration gradient in which the target protein was eluted with buffer A containing mM imidazole. When the obtained recombinant protein was confirmed by SDS polyacrylamide gel electrophoresis, it was detected as a 30 kDa protein. This was named T-DYW protein (SEQ ID NO: 10). This protein is a fusion protein comprising the amino acid sequence described in SEQ ID NO: 1, the amino acid sequence of thioredkin for enhancing solubility on the N-terminal side, and the histidine tag sequence on the C-terminal side. 600 μg of T-DYW protein was obtained per liter of RM medium. Add 1 ml of purified fraction containing T-DYW protein to 1 liter of Buffer E (20 mM Tris-HCl pH 7.9, 60
After dialysis against mM KCl, 12.5 mM MgCl 2 , 0.1 mM EDTA, 17% glycerol, 2 mM DTT), a purified preparation of T-DYW protein was obtained.

(基質RNAの調製)
基質RNAとして、シロイヌナズナ葉緑体ndhB遺伝子の開始コドンから500塩基のRNAを用いた。基質RNAとして用いるRNAをNB500と命名した(配列番号:11)。NB500を合成するためのDNA断片は、オリゴヌクレオチドプライマーndhB-FとndhB-R(配列番号12、13に記載)を用いて、上記のシロイヌナズナゲノムDNA 10
ngを鋳型DNAとして含む50 μlの反応液を95℃ 30秒、60℃ 30秒、72℃ 30秒の25サイクルでPrime
Star (タカラバイオ 社) をDNA 伸長酵素として用い、PCRすることによって増幅した。ndhB-Fプライマーの5'末端側には基質RNAを試験管内で合成するためのT7 プロモータ配列を、ndhB-Rプライマーの5'末端側には3'→5'エクソヌクレアーゼによる非特異的な分解を防ぐためのステムループ構造を形成する塩基配列をそれぞれ付加した。得られたDNA断片は、アガロースゲルで展開後、ゲルから切り出すことによって精製した。精製DNA断片を鋳型にNTP mix(10 nmol GTP、CTP、ATP、0.5 nmol UTP)、4 μl [32P] α-UTP (GE ヘルスケア社、3000 Ci/mmol)、T7 RNA polymerase(タカラバイオ社)を含む20μlの反応液を37℃ 60分間反応させることで、基質RNAを合成した。基質RNAはフェノール/クロロホルム抽出、エタノール沈殿後、全量を6 M 尿素を含む変性6%ポリアクリルアミドゲル電気泳動で展開し、X線フィルムで60秒間感光させることによって、32P標識RNAを検出した。32P標識RNAをゲルから切り出し、200 μlのゲル溶出液(0.3 M 酢酸ナトリウム、2.5 mM EDTA、0.01% SDS)中に、4℃で12時間浸し、RNAをゲルから溶出した。溶出したRNAのうち、1 μlの放射活性を測定し、合成したRNAの総量を算出した。エタノール沈殿後、8,250 cpm/μl (1 fmol/μl)になるように、RNAを超純水に溶解した。この調製方法で通常、8,250 cpm/μlのRNAが約50 μl得られる。
(Preparation of substrate RNA)
As the substrate RNA, RNA having 500 bases from the start codon of Arabidopsis thaliana chloroplast ndhB gene was used. The RNA used as the substrate RNA was named NB500 (SEQ ID NO: 11). A DNA fragment for synthesizing NB500 was obtained by using the above-mentioned Arabidopsis genomic DNA 10 using oligonucleotide primers ndhB-F and ndhB-R (described in SEQ ID NOs: 12 and 13).
Prime 50 μl reaction solution containing ng as template DNA at 25 cycles of 95 ° C for 30 seconds, 60 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 30 seconds
Amplification was performed by PCR using Star (Takara Bio Inc.) as a DNA elongation enzyme. The NdhB-F primer has a T7 promoter sequence to synthesize substrate RNA in vitro, and the ndhB-R primer has a nonspecific degradation by 3 '→ 5' exonuclease on the 5 'end. A base sequence that forms a stem-loop structure was added to prevent the above. The obtained DNA fragment was developed by agarose gel and then purified by cutting out from the gel. NTP mix (10 nmol GTP, CTP, ATP, 0.5 nmol UTP), 4 μl [ 32 P] α-UTP (GE Healthcare, 3000 Ci / mmol), T7 RNA polymerase (Takara Bio) The substrate RNA was synthesized by reacting 20 μl of the reaction solution containing 2) at 37 ° C. for 60 minutes. Substrate RNA was extracted with phenol / chloroform and precipitated with ethanol, and the entire amount was developed by denaturing 6% polyacrylamide gel electrophoresis containing 6 M urea and exposed to X-ray film for 60 seconds to detect 32 P-labeled RNA. 32 P-labeled RNA was excised from the gel and immersed in 200 μl of gel eluate (0.3 M sodium acetate, 2.5 mM EDTA, 0.01% SDS) at 4 ° C. for 12 hours to elute the RNA from the gel. Of the eluted RNA, 1 μl of radioactivity was measured, and the total amount of synthesized RNA was calculated. After ethanol precipitation, RNA was dissolved in ultrapure water so as to be 8,250 cpm / μl (1 fmol / μl). This preparation method usually yields about 50 μl of 8,250 cpm / μl RNA.

(T-DYWタンパク質のRNA分解活性)
T-DYWタンパク質存在下もしくは非存在下でのRNAの分解活性を調べた。50 mM EDTA を含む反応液(10 mM トリス・塩酸 pH 7.9、30
mM KCl、6 mM MgCl2、2
mM DTT、8% グリセロール、0.0067% of
Triton X-100)20 μl中に上記の1 fmolの基質RNA(NB500)と50 ng〜1.5 μgのT-DYWタンパク質を混合し、25℃で30分間反応した。反応後にフェノール/クロロホルム抽出、エタノール沈殿により、NB500 RNAを抽出した。RNAは6 M尿素を含む変性6%ポリアクリルアミドゲルで展開し、電気泳動後にゲルを乾燥させた。ゲル中のRNAの放射活性をバイオイメージングアナライザーBAS2000(フジフィルム社)で測定した。その結果を以下の図3に示す。
(RNA degradation activity of T-DYW protein)
RNA degradation activity in the presence or absence of T-DYW protein was examined. Reaction solution containing 50 mM EDTA (10 mM Tris / hydrochloric acid pH 7.9, 30
mM KCl, 6 mM MgCl 2 , 2
mM DTT, 8% glycerol, 0.0067% of
Triton X-100) 20 μl of the above 1 fmol of substrate RNA (NB500) and 50 ng to 1.5 μg of T-DYW protein were mixed and reacted at 25 ° C. for 30 minutes. After the reaction, NB500 RNA was extracted by phenol / chloroform extraction and ethanol precipitation. RNA was developed on a denaturing 6% polyacrylamide gel containing 6 M urea, and the gel was dried after electrophoresis. The radioactivity of RNA in the gel was measured with a bioimaging analyzer BAS2000 (Fuji Film). The results are shown in FIG. 3 below.

図3より明らかなように、T-DYWタンパク質とRNAを混合するとタンパク質濃度依存的に基質RNAの分解活性が観察された。対照実験として、RNA結合タンパク質であるcp28をT-DYWと同様のベクター、発現系で調製した組み換えタンパク質をT-28として(配列番号:14)、同様の実験を行ったところ、RNAの分解活性は観察されなかった。タンパク質非存在下(no protein)でもRNAの分解は観察されなかった。 As is clear from FIG. 3, when the T-DYW protein and RNA were mixed, the degradation activity of the substrate RNA was observed depending on the protein concentration. As a control experiment, cp28, which is an RNA binding protein, was used as a T-DYW vector, and a recombinant protein prepared in an expression system was used as T-28 (SEQ ID NO: 14). Was not observed. RNA degradation was not observed even in the absence of protein (no protein).

(T-DYWタンパク質のRNA分解活性におけるEDTAの効果)
多くのRNA分解酵素は、そのRNA分解活性に二価金属イオンを必要とする。T-DYW精製標本中に含まれる二価金属イオンのRNA分解活性における影響を検証するために、EDTAを添加して、T-DYWタンパク質のRNA分解活性を測定した。0〜200
mM EDTAを含む反応溶液20 μl中に1 fmolのNB500 RNAと50
ngのT-DYWタンパク質を混合し、25℃で30分間反応した。反応後のRNA抽出、電気泳動、検出は実施例1に記載したのと同様の方法で行った。結果を図4に示す。
(Effect of EDTA on RNA degradation activity of T-DYW protein)
Many RNases require divalent metal ions for their RNase activity. In order to verify the effect of divalent metal ions contained in the purified T-DYW sample on the RNA degradation activity, EDTA was added to measure the RNA degradation activity of the T-DYW protein. 0 to 200
50 μl NB500 RNA and 50 μl in 20 μl reaction solution containing mM EDTA
ng T-DYW protein was mixed and reacted at 25 ° C. for 30 minutes. RNA extraction, electrophoresis, and detection after the reaction were performed in the same manner as described in Example 1. The results are shown in FIG.

図4に示すように、T-DYWタンパク質のRNA分解活性は50 mM EDTA存在下のみで確認された(図4左)。至適EDTA濃度を検証するために、EDTA濃度をさらに細かく変化させたところ、この反応条件では12.5mM以上62.5mM以下の濃度でRNA分解活性が検出され、25 mM EDTA存在下でもっとも効率のよいRNA分解活性が検出された(図4中)。反応液中の二価金属イオンを十分にキレートする高濃度のEDTAではT-DYWタンパク質のRNA分解活性は観察されなかったことから、T-DYWタンパク質のRNA分解活性には二価金属イオンが影響を与えることが示唆された。対照実験として、既知RNA分解酵素である100 ユニットのRNase
T1(Ambion 社)を用いて、同様の実験を行った。その結果、RNase T1はEDTA未添加で最大のRNA分解活性を示し、高濃度のEDTA存在下でもRNA分解活性を示した(図4右)。また、T-DYWとRNase T1では、RNA分解中間産物のパターンが異なることから、両タンパク質のRNA分解における認識塩基は異なることが明らかである。RNase T1はRNA中のシトシン残基の3'側を切断することが既に明らかになっている。
As shown in FIG. 4, the RNA degradation activity of T-DYW protein was confirmed only in the presence of 50 mM EDTA (left side of FIG. 4). In order to verify the optimal EDTA concentration, the EDTA concentration was changed more finely. Under these reaction conditions, RNA degradation activity was detected at a concentration of 12.5 mM to 62.5 mM, and the most efficient in the presence of 25 mM EDTA. RNA degradation activity was detected (in FIG. 4). Since the RNA-degrading activity of T-DYW protein was not observed with high-concentration EDTA that sufficiently chelates divalent metal ions in the reaction solution, divalent metal ions affected the RNA-degrading activity of T-DYW protein. It was suggested to give. As a control experiment, 100 units of RNase, a known RNase
A similar experiment was performed using T1 (Ambion). As a result, RNase T1 showed the maximum RNA degradation activity when EDTA was not added, and also showed RNA degradation activity even in the presence of a high concentration of EDTA (FIG. 4 right). In addition, it is clear that T-DYW and RNase T1 have different recognition bases for RNA degradation of both proteins because the pattern of RNA degradation intermediate products is different. It has already been clarified that RNase T1 cleaves 3 ′ of cytosine residues in RNA.

(T-DYWタンパク質の酵素活性の核酸特異性)
T-DYWタンパク質の核酸切断活性をRNA、一本鎖DNA、二本鎖DNAを基質に用いて測定した。32P 標識二本鎖DNAは、プライマーndhB-F、ndhB-Rと鋳型DNAであるNB500 DNAを用い、dNTP mix(10 nmol dATP、dGTP、TTP、0.5 nmol dCTP)、4 μl
[32P] α-dCTP (GE ヘルスケア社、3000 Ci/mmol)、Ex-Taq(タカラバイオ社)を含む溶液でPCR反応を行うことにより調製した。PCR反応は実施例1と同様に行った。得られたDNA断片は変性6%ポリアクリルアミドゲル電気泳動による展開後、ゲルからDNAを溶出させることによって精製した。一本鎖DNAは二本鎖DNAを90℃で3分間処理した後に、急冷することによって調製した。T-DYWタンパク質とNB500 RNA (RNA)、一本鎖NB500 DNA (ssDNA)、二本鎖NB500 DNA(dsDNA)を混合し、実施例1 と同様の条件で、それぞれの基質核酸への切断活性を調べた。結果を図5に示す。
(Nucleic acid specificity of enzyme activity of T-DYW protein)
The nucleic acid cleavage activity of T-DYW protein was measured using RNA, single-stranded DNA, and double-stranded DNA as substrates. 32 P-labeled double-stranded DNA uses primers ndhB-F and ndhB-R and template DNA NB500 DNA, dNTP mix (10 nmol dATP, dGTP, TTP, 0.5 nmol dCTP), 4 μl
[ 32 P] α-dCTP (GE Healthcare, 3000 Ci / mmol) was prepared by performing a PCR reaction with a solution containing Ex-Taq (Takara Bio). PCR reaction was performed in the same manner as in Example 1. The resulting DNA fragment was purified by denaturing 6% polyacrylamide gel electrophoresis and then eluting the DNA from the gel. Single-stranded DNA was prepared by treating double-stranded DNA at 90 ° C. for 3 minutes and then rapidly cooling. T-DYW protein and NB500 RNA (RNA), single-stranded NB500 DNA (ssDNA), double-stranded NB500 DNA (dsDNA) are mixed, and under the same conditions as in Example 1, the cleavage activity to each substrate nucleic acid is observed. Examined. The results are shown in FIG.

図5に示したように、T-DYWタンパク質はRNAにのみ切断活性を示した。対照実験として、既知RNaseである100ユニットのRNase T1(Ambion社)、既知DNaseである10ユニットのDNase
I(RNase-free、タカラバイオ社)を用いて、酵素活性の核酸特異性を調べた。その結果、RNase T1はRNA、DNase IはDNAのみへの切断活性を呈したことから、T-DYWタンパク質はRNA特異的な核酸分解活性を呈することが明らかである。
As shown in FIG. 5, the T-DYW protein showed cleavage activity only to RNA. As control experiments, 100 units of RNase T1 (Ambion), which is a known RNase, 10 units of DNase, which is a known DNase
Using I (RNase-free, Takara Bio Inc.), the nucleic acid specificity of the enzyme activity was examined. As a result, RNase T1 exhibited a cleavage activity on RNA and DNase I exhibited a cleavage activity only on DNA. Therefore, it is clear that T-DYW protein exhibits RNA-specific nucleic acid degradation activity.

(T-DYWのRNA切断部位)
T-DYWタンパク質によって分解されたRNAの分解中間産物は、明瞭なバンドとして検出できる(図5)。これは既知RNaseであるRNase T1、RNaseAなどのRNAを内部で切断するエンドヌクレアーゼで観察される現象である。そこで、T-DYWタンパク質によって切断されるRNA残基の特性を検証するために、切断されたRNAの5'末端をプライマー伸長法により決定した。10 fmolの未標識ndhB RNAと1 μgのT-DYWタンパク質を用いて、実施例1 と同様の条件で反応した後、反応液からRNAを抽出した。
(RNA cleavage site of T-DYW)
The degradation intermediate product of RNA degraded by T-DYW protein can be detected as a clear band (FIG. 5). This is a phenomenon observed with endonucleases that cleave RNAs such as RNase T1 and RNase A, which are known RNases. Therefore, in order to verify the characteristics of the RNA residue cleaved by the T-DYW protein, the 5 ′ end of the cleaved RNA was determined by the primer extension method. After reacting under the same conditions as in Example 1 using 10 fmol of unlabeled ndhB RNA and 1 μg of T-DYW protein, RNA was extracted from the reaction solution.

次に5'末端を[32P]で標識したndh-Rプライマー0.4 pmolと回収したRNAを混合し、逆転写酵素(ReverTraAce、TOYOBO社)を用いて、コンプリメンタリーDNAを合成した。同時に、切断された塩基を特定するためのDNAラダーを調製した。DNAラダーは5'末端を[32P]で標識したndh-Rプライマーと鋳型DNAであるNB500を用いて、Thermo Sequenase Primer Cycle Sequencing kit (GEヘルスケア社)により調製した。得られたコンプリメンタリーDNAとDNAラダーを6M 尿素を含む6%ポリアクリルアミドゲルで電気泳動した。電気泳動後にゲルを乾燥させた。ゲル中のRNAの放射活性をBAS2000(Fuji
Film社)で測定した。その結果を以下の図6に示す。
Next, 0.4 pmol of the ndh-R primer labeled with [ 32 P] at the 5 ′ end and the recovered RNA were mixed, and complementary DNA was synthesized using reverse transcriptase (ReverTraAce, TOYOBO). At the same time, a DNA ladder for identifying the cleaved base was prepared. The DNA ladder was prepared by Thermo Sequenase Primer Cycle Sequencing kit (GE Healthcare) using ndh-R primer labeled with [ 32 P] at the 5 ′ end and NB500 as template DNA. The obtained complementary DNA and DNA ladder were electrophoresed on a 6% polyacrylamide gel containing 6M urea. The gel was dried after electrophoresis. The radioactivity of RNA in the gel was measured using BAS2000 (Fuji
Film). The result is shown in FIG. 6 below.

図6に示したように、T-DYWタンパク質によって切断されたRNAの5'末端がいくつか検出された。得られた5'末端の位置(NB500の5'末端を1とする)と塩基を示した。得られた5'末端は全てアデノシン残基であったことから、T-DYWはRNA中のアデノシン残基の5'側を選択的に切断するRNA分解酵素であることがわかった。 As shown in FIG. 6, several 5 ′ ends of RNA cleaved by T-DYW protein were detected. The position of the obtained 5 ′ end (the 5 ′ end of NB500 is defined as 1) and the base are shown. Since all the 5 ′ ends obtained were adenosine residues, it was found that T-DYW is an RNase that selectively cleaves the 5 ′ side of adenosine residues in RNA.

(イネ由来のDYWタンパク質の調製と分解活性)
まず、イネ (Oryza
sativa, Nipponbare)からのDNA調製を実施例1と同様に行った。次に、調製したイネのゲノムDNAを鋳型に、イネゲノム情報データベース(http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/overview.shtml)に掲載されている配列情報を参照し、シロイヌナズナのタンパク質 (AT2980(At2g02980)中のDYWモチーフの配列(配列番号:1)と高い相同性を示すモチーフを持つタンパク質遺伝子Os5g30710のDNA配列を増幅するためのオリゴヌクレオチドプライマー(Os5g30710-F、Os5g30710-R; 配列番号:15,16に記載)を調製した。Os5g30710を含むDNA断片の増幅(配列番号:17)、pBAD/Thio-TOPOベクター(Invitrogen社)へのクローニングは、実施例1に記載したT-DYWタンパク質遺伝子のクローニングと同様に行い、得られたプラスミドをpTrx-osDYWと命名した。このプラスミドpTrx-osDYWを用い、イネ由来のタンパク質T-osDYWを調製した(配列番号:18)。組み換えタンパク質の調製は、実施例1に記載した方法と同様に行った。
(Preparation and degradation activity of rice-derived DYW protein)
First, rice (Oryza
DNA preparation from sativa, Nipponbare) was carried out in the same manner as in Example 1. Next, referring to the sequence information published in the rice genome information database (http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/overview.shtml) using the prepared rice genomic DNA as a template, Oligonucleotide primers (Os5g30710-F, Os5g30710-R for amplifying the DNA sequence of the protein gene Os5g30710 having a motif having high homology with the DYW motif sequence (SEQ ID NO: 1) in the protein (AT2980 (At2g02980); The DNA fragment containing Os5g30710 was amplified (SEQ ID NO: 17) and cloned into the pBAD / Thio-TOPO vector (Invitrogen) using the T-type described in Example 1. The same procedure as in the cloning of the DYW protein gene was performed, and the resulting plasmid was named pTrx-osDYW, and a rice-derived protein T-osDYW was prepared using this plasmid pTrx-osDYW (SEQ ID NO: 18). Preparation of Park protein was carried out analogously to the method described in Example 1.

このT-osDYWタンパク質のRNA分解活性は、50ngのT-osDYWタンパク質を用いて、実施例1 に記載したT-DYWタンパク質のRNA分解活性の測定と同様に行った。その結果を図7に示す。 The RNA degradation activity of the T-osDYW protein was performed in the same manner as the measurement of the RNA degradation activity of the T-DYW protein described in Example 1 using 50 ng of T-osDYW protein. The result is shown in FIG.

図7より明らかなように、イネ由来T-osDYWタンパク質においても、ナズナ由来T-DYWと同様なRNA分解活性が測定された。コントロールとして、タンパク質非存在下(レーン、no protein)、インサートのないpBAD-Thio-TOPOベクターから調製したチオレドキン及びヒスチジンタグのみからなるタンパク質(50 ng、control、配列番号:19)のみでもRNA分解活性を測定したが、RNAの分解は観察されなかった。   As is clear from FIG. 7, the RNA-degrading activity similar to that of the tuna-derived T-DYW was also measured in the rice-derived T-osDYW protein. As a control, RNA degradation activity in the absence of protein (lane, no protein) and protein consisting only of thioredkin and histidine tag (50 ng, control, SEQ ID NO: 19) prepared from pBAD-Thio-TOPO vector without insert Was measured, but no RNA degradation was observed.

(変異DYWタンパク質の調製とRNA分解活性)
T-DYW、T-osDYWタンパク質は、そのアミノ酸配列中に金属配位モチーフ、CxxCH、を持つ(C、システイン;H、ヒスチジン;x、任意のアミノ酸)。このモチーフのRNA分解における働きを検証するために、以下の方法で、変異T-DYWタンパク質、T-DYW_Mタンパク質、を調製した。変異はT-DYWタンパク質中のアミノ酸配列CxxCHを、GxxGH(G、グリシン)に置換することによって行った。以下に詳細な調製法を示す。
(Preparation of mutant DYW protein and RNA degradation activity)
T-DYW and T-osDYW proteins have a metal coordination motif, CxxCH, in their amino acid sequences (C, cysteine; H, histidine; x, any amino acid). In order to verify the action of this motif in RNA degradation, mutant T-DYW protein and T-DYW_M protein were prepared by the following method. Mutation was performed by replacing the amino acid sequence CxxCH in the T-DYW protein with GxxGH (G, glycine). A detailed preparation method is shown below.

実施例1に記載したpTrx-DYWを鋳型に、まず2つのDNA断片、D1とD2をそれぞれ、オリゴヌクレオチドプライマー02980DYW-F(配列番号:8)と02980M2-R(配列番号:21)、02980M2-F(配列番号:20)と02980_m-R(配列番号:9)を用いて、実施例1 と同様の条件でPCRすることによって調製した。次に、得られたD1およびD2のDNA断片を混合したものを鋳型に、オリゴヌクレオチドプライマー02980DYW-F(配列番号:8)と02980_m-R(配列番号:9)を用いて、PCRすることによって、変異DYWタンパク質をコードするDNA断片を得た(配列番号:22)。DNA断片のpBAD-Thio/TOPOベクターへのクローニングと、組み換えタンパク質T-DYW_M(配列番号:23)の調製は、前述の実施例1 と同様の方法で行った。 Using pTrx-DYW described in Example 1 as a template, first, two DNA fragments, D1 and D2, were oligonucleotide primers 02980DYW-F (SEQ ID NO: 8), 02980M2-R (SEQ ID NO: 21), 02980M2- It was prepared by PCR under the same conditions as in Example 1 using F (SEQ ID NO: 20) and 02980_m-R (SEQ ID NO: 9). Next, by PCR using oligonucleotide primers 02980DYW-F (SEQ ID NO: 8) and 02980_m-R (SEQ ID NO: 9), using the resulting mixture of D1 and D2 DNA fragments as a template A DNA fragment encoding the mutant DYW protein was obtained (SEQ ID NO: 22). Cloning of the DNA fragment into the pBAD-Thio / TOPO vector and preparation of the recombinant protein T-DYW_M (SEQ ID NO: 23) were performed in the same manner as in Example 1 described above.

得られたT-DYW_Mタンパク質のRNA分解活性は、実施例1に記載したT-DYWタンパク質のRNA分解活性の測定と同様の方法で行った。得られた結果を図8に示す。 The RNA degradation activity of the obtained T-DYW_M protein was performed in the same manner as the measurement of the RNA degradation activity of the T-DYW protein described in Example 1. The obtained result is shown in FIG.

図8より明らかなように、T-DYWタンパク質(50 ng)では、RNA分解活性が観察できたが、T-DYWタンパク質中の2つのシステイン残基に変異を導入したT-DYW_Mタンパク質(50 ng)では、RNA分解活性は観察されなかった。コントロールとして、タンパク質非存在下(レーン、-protein)、pBAD/Thio-TOPOベクターのタグタンパク質のみ(50 ngインサートなし、配列番号:19)でもRNA分解活性を測定したが、RNAの分解は観察されなかった。このことは、T-DYWタンパク質のRNA分解活性には、金属配位モチーフであるCxxCHのアミノ酸配列が重要な働きを担うことを示している。 As can be seen from FIG. 8, RNA degradation activity could be observed with T-DYW protein (50 ng), but T-DYW_M protein (50 ng) with mutations introduced into two cysteine residues in T-DYW protein. ) RNA degradation activity was not observed. As a control, RNA degradation activity was measured in the absence of protein (lane, -protein) and only with the tag protein of the pBAD / Thio-TOPO vector (no 50 ng insert, SEQ ID NO: 19), but RNA degradation was observed. There wasn't. This indicates that the amino acid sequence of CxxCH, which is a metal coordination motif, plays an important role in the RNA degradation activity of T-DYW protein.

配列番号:8,9,12,13,15,16,20,21:プライマー
配列番号:10,14,18,19,23:融合タンパク質
配列番号:17,22:融合タンパク質をコードするDNA
SEQ ID NO: 8, 9, 12, 13, 15, 16, 20, 21: Primer SEQ ID NO: 10, 14, 18, 19, 23: Fusion protein SEQ ID NO: 17, 22: DNA encoding the fusion protein

PPRタンパク質において見出されているDYWモチーフのコンセンサス配列の一例を示す図。The figure which shows an example of the consensus sequence of the DYW motif found in PPR protein. PPRタンパク質における35アミノ酸モチーフの一例を示す図。The figure which shows an example of the 35 amino acid motif in PPR protein. 実施例1で調製したT-DYWタンパク質のRNA切断活性を示す図。The figure which shows the RNA cleavage activity of T-DYW protein prepared in Example 1. FIG. 実施例1で調製したT-DYWタンパク質のRNA切断活性に対するEDTAの効果を示す図。The figure which shows the effect of EDTA with respect to the RNA cleavage activity of T-DYW protein prepared in Example 1. FIG. 実施例1で調製したT-TYWタンパク質のRNA切断活性の核酸特異性を示す図。The figure which shows the nucleic acid specificity of the RNA cleavage activity of T-TYW protein prepared in Example 1. FIG. 実施例1で調製したT-TYWタンパク質のRNA切断活性が塩基特異的であることを示す図。The figure which shows that the RNA cleavage activity of T-TYW protein prepared in Example 1 is base specific. 実施例2で調製したイネDYWタンパク質のRNA切断活性を示す図。The figure which shows the RNA cleavage activity of the rice DYW protein prepared in Example 2. FIG. 実施例3で調製した変異を導入したDYWタンパク質のRNA切断活性を示す図。The figure which shows the RNA cleavage activity of the DYW protein which introduce | transduced the variation | mutation prepared in Example 3. FIG.

Claims (18)

以下の特徴;
(a)配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列又はこれらのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含む。
を有し、
RNAを切断する活性を有する、タンパク質。
The following features:
(A) The amino acid sequence according to any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these amino acid sequences.
Have
A protein having an activity of cleaving RNA.
さらに、以下の特徴;
(b)チトクロームCヘム結合モチーフCxxCHを含む。
を有する、請求項1に記載のタンパク質。
In addition, the following features:
(B) Contains cytochrome C heme binding motif CxxCH.
The protein according to claim 1, comprising:
さらに、以下の特徴;
(c)PPRモチーフを備える天然タンパク質のC末端領域に備えられるアミノ酸配列又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を含む。
を有する、請求項1又は2に記載のタンパク質。
In addition, the following features:
(C) an amino acid sequence provided in the C-terminal region of a natural protein having a PPR motif, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these sequences.
The protein according to claim 1 or 2, wherein
前記アミノ酸配列は、配列番号:1及び配列番号:4に記載のアミノ酸配列のいずれかを問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って得られるE値が1.0×10-10以下である配列又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列である、請求項1〜3のいずれかに記載のタンパク質。 The amino acid sequence is a sequence having an E value of 1.0 × 10 −10 or less obtained by performing a homology search using any one of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4 as a query sequence, or a sequence thereof The protein according to any one of claims 1 to 3, which is an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in the sequence. 前記天然タンパク質は、単子葉植物及び双子葉植物のいずれかのタンパク質である、請求項1〜4のいずれかに記載のタンパク質。   The protein according to any one of claims 1 to 4, wherein the natural protein is a protein of a monocotyledonous plant or a dicotyledonous plant. 前記RNA切断活性はエンド型である、請求項1〜5のいずれかに記載のタンパク質。   The protein according to any one of claims 1 to 5, wherein the RNA cleavage activity is an endo type. 前記RNA切断活性は塩基特異的である、請求項1〜6のいずれかに記載のタンパク質。   The protein according to any one of claims 1 to 6, wherein the RNA cleavage activity is base-specific. 前記RNA切断活性は、アデニン塩基を有するリボヌクレオチドの5’側を部位特異的に切断する活性である、請求項1〜7のいずれかに記載のタンパク質。   The protein according to any one of claims 1 to 7, wherein the RNA cleavage activity is an activity of site-specific cleavage of the 5 'side of a ribonucleotide having an adenine base. RNA分解酵素のスクリーニング方法であって、
配列番号:1、配列番号:4及び配列番号:6に記載のアミノ酸配列のいずれか又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有するタンパク質を準備する工程と、
前記準備したタンパク質についてRNA切断活性の有無を検出する工程と、
を備える、方法。
A method for screening an RNase,
Any of the amino acid sequences described in SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these sequences Preparing a protein;
Detecting the presence or absence of RNA cleavage activity for the prepared protein;
A method comprising:
前記タンパク質の準備工程は、配列番号:1、配列番号:4及び配列番号:6のいずれかに記載のアミノ酸配列を問い合わせ配列としてホモロジー検索を行って得られる所定値以下のE値を有するアミノ酸配列又はこれらの配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列を有するタンパク質タンパク質を準備する工程である、請求項9に記載の方法。   In the protein preparation step, the amino acid sequence having an E value equal to or less than a predetermined value obtained by performing a homology search using the amino acid sequence of any one of SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6 as a query sequence Alternatively, the method according to claim 9, which is a step of preparing a protein protein having an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these sequences. RNA分解酵素の製造方法であって、
配列番号:1及び配列番号:4のいずれかに記載のアミノ酸配列又はこれらのアミノ酸配列において1若しくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、付加及び/又は挿入されたアミノ酸配列とチトクロームCヘム結合モチーフCxxCHを備えるタンパク質を製造することを特徴とする、方法。
A method for producing an RNase comprising:
Amino acid sequence according to any of SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 4, or an amino acid sequence in which one or more amino acids are substituted, deleted, added and / or inserted in these amino acid sequences, and a cytochrome C heme binding motif Producing a protein comprising CxxCH.
請求項1〜8のいずれかに記載のタンパク質を含む、核酸分析キット。   A nucleic acid analysis kit comprising the protein according to claim 1. 請求項1〜8のいずれかに記載のタンパク質をコードする、ポリヌクレオチド。   A polynucleotide encoding the protein according to claim 1. 請求項13に記載のポリヌクレオチドを、請求項1〜9のいずれかに記載のタンパク質を発現可能に保持する、形質転換体。   The transformant which hold | maintains the polynucleotide of Claim 13 so that expression of the protein in any one of Claims 1-9 is possible. 請求項1〜8のいずれかに記載のタンパク質を用いてRNAを切断する工程を備える、核酸の処理方法。   A method for treating a nucleic acid, comprising a step of cleaving RNA using the protein according to claim 1. 核酸を分離精製する工程を備える、請求項15に記載の方法。   The method according to claim 15, comprising the step of separating and purifying the nucleic acid. RNAを抽出する工程を備える、請求項15に記載の方法。   16. The method of claim 15, comprising the step of extracting RNA. RNA切断後のRNA断片を検出する工程を備える、請求項15に記載の方法。   The method according to claim 15, comprising a step of detecting an RNA fragment after RNA cleavage.
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