Characterization of the cloned RNA1 gene of Saccharomyces cerevisiae

Cloning된 효모의 RNAI 유전자의 특성에 관하여

The RNAI mutation of Saccharomyces cerevisia is a recessive and temperature sensitive lethal mutation which interferes with the production of mRNA, rRNA, and tRNA. However, the precise role of RNAI gene have not been revealed until yet. We have cloned rna1-1 mutant gene from rna1-1 mutant yeast strain(R49 ; trpl, ura3-52, rna1-1). The 3.4kb BglII fragment of wild type RNAI clone(81-2-6) contains whole RNAI gene. The genomic southern blotting with BglII digested R49 genomic DNA as a probe shows the unique and identical band with wild type 3.4kb BglII fragment. Therefore, We prepared partial BglII genomic library(3~4kb BglII fragments) into BamH I site of pUC19. The rna 1-1 mutant clone was screened with Digoxigenin(DIG)-lableled probe by high density colony hybridization. The 5'-flanking region of rna1-1 gene was sequenced by dideoxy chain termination method. The 5'-flanking sequence of RNAI gene contains three TATA-like sequence ; TAATA, TATA and TTTTAA at position of -67, -45, and -36 from first ATG codon respectively. The 5'-flanking region of wild type RNA I gene from ATG codon to -103nt was deleted with Bal31 exonuclease digestion, generating $pUC{\Delta}$/RNA I. After constructing $pYEP{\Delta}RNA$ I (consists of -103nt deleting RNA I gene, URA3 gene, $2{\mu}m$ rep. origin), pYEPrna1-1(consists of Xba I fragment of pUCrna1-1. URA3 gene, $2{\mu}m$ rep. origin), and pYEPRNAI. each plasmid was transformed into host strain(trpl, ura3-52, rna1-1) by electroporation, respectively. Yeast transformant carrying $pYEP{\Delta}RNA$ I did not complement the thermal sensitivity of rna1-1 gene. It means that TATA-like sequences in 5'-flanking region is not TATA sequence for transcribing RNAI gene and there may be other essential sequence in upstream region for the transcription of RNAI gene.

효모의 RNAI유전자는 RNA processing에 관여 하는지 혹은 RNA transport에 관여 하는지 아직까지 유전자의 기능이 정확히 알려져 있지 않은 실정이다. 효모의 RNAI 유전자의 기능을 파악하기 위한 방법으로 본 연구에서는 rna1-1 mutant gene을 cloning하여 이에 대한 DNA sequence를 조사함으로써 RNAI 유전자와 rna1-1 유전자의 차이점을 이해하고자 하였다. rna1-1 marker를 갖는 yeast strain(R49)로 부터 genomic DNA를 추출하여 이를 BglII로 절단하여 genomic southern blotting을 행한 결과 wild type의 경우와 동일하게 3.4 kb에서 hybridization되는 signal을 얻었으며, RNAl 및 rna1-1이 yeast genome내에 single site로 존재함을 보여 주는 결과를 얻었다. mutant strain으로 부터 얻은 3.4 kb의 BglI fragment를 pUC19의 BamHI site에 subcloning하여 transformant들을 얻었고, wild type RNAl 유전자를 probe로 하여 rna1-1 mutant 유전자를 cloning할 수 있었다. pUC19에 cloning된 RNA1유전자 및 rna1-1유전자로부터 다양한 Ba131유도체를 얻어 이들에 대한 염기 서열을 비교한 결과 transcription initation site에서부터 down stream쪽으로 17 아미노산위치에 TCC가 TTC로 대치되어 있었으며 그 결과 serine이 phenylalanine으로 변환되는 결과를 얻었다. Wild type RNAI gene의 5'-region에는 3군데의 TATA-like sequence가 true TATA box인지 확인하기 위하여 Bal3I deletion에 의해 -103nt까지 deletion된 유도체를 얻었으며 ${\Delta}RNAI$, rna1-1, 81-2-6 clone이 rna1-1 allele와 complementation한지 확인하였으나 ${\Delta}RNAI$은 TS-complementation을 하지 못하였다. 따라서 현재까지 TATA-box라고 알려진 부분은 promoter로 작용하지 못함을 확인하였다.