[ODP-044] ゲノムアラインメントおよびゲノム編集マウスの解析による硫黄転移酵素ロダネーゼの種横断的機能の解明
【目的】我々は，システインパースルフィドなどの超硫黄分子が，原核生物から真核生物に至るまで生体内で豊富に生成され，ミトコンドリアにおいて生成する超硫黄分子が電子伝達系を維持・促進する硫黄呼吸の存在を見出した．一方，好熱細菌Aquifex aeolicusにおいて，硫黄転移酵素ロダネーゼが単体硫黄（S8）を代謝して硫黄呼吸へ関与することが報告されているが，真核生物のロダネーゼの機能は，シアン化合物の解毒に関与することが知られているのみである．本研究では，ロダネーゼの種横断的な保存性と生理機能の解明に向けた解析を行った．
【方法・結果】シーケンスアラインメントの結果，活性中心システインを含めて，細菌からヒトに至るまでロダネーゼのアミノ酸配列は高度に保存されていた．組換えタンパク質を調製し，独自開発したPEGマレイミドを用いたゲルシフトアッセイ（PMSA）により，ロダネーゼが細菌（大腸菌）内でポリスルフィド化されていることが分かった．一方，高等生物においてロダネーゼは，メルカプトピルビン酸硫黄転移酵素（3-MST）とも高度にアミノ酸配列が保存されており，さらに，これらの遺伝子が，同一染色体上にプロモーターを共有し，head to headの形で隣接していることが分かっている．現在，ゲノム編集によりロダネーゼおよび3-MSTの単独および二重欠損マウスを作製し，その表現型を解析中である．
【結語】本研究において，ロダネーゼが細菌から哺乳類・ヒトまで種横断的に高度に保存されており，超硫黄分子・S8を介した硫黄呼吸の一端を明らかにした．今後の解析により，ロダネーゼの種横断的な保存性の意義と原核生物・真核生物における生理機能の解明が期待される．