| Project/Area Number |
14J08015
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Functional biochemistry
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
山上 龍太 愛媛大学, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | tRNA / 修飾ヌクレオシド / tRNA methyltransferase / 葉酸 / 好熱菌 / RNA / RNA修飾酵素 / チミジル酸合成 / 翻訳機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高度好熱菌Thermus thermophilusにおいて、葉酸依存性tRNAメチル化酵素TrmFOがtRNA修飾ネットワークに与える影響と、TrmFOを介したtRNA修飾ネットワークとDNA合成系の関係性についての研究を行った。trmFO遺伝子破壊株を作成し、表現系を確認したところ、trmFO遺伝子破壊株は、50度の低温培養において生育遅滞が起こることを見出した。遺伝子破壊株のtRNAのメチル化頻度を測定したところ、Gm18とm1A58メチル化ヌクレオシドの含有量が変動していた。メチル化ヌクレオシドの含有量の変動が与える影響について、タンパク質合成速度を確認したところ、trmFO遺伝子破壊株のタンパク質合成の速度は、野生株と比べ低下していた。TrmFOによって生合成されるm5U54は、Gm18とm1A58のメチル化頻度を調節しており、低温適応に必要であることを明らかにした。この結果は、論文として出版された。
貧栄養下では、trmFO遺伝子破壊株の生育速度が向上することを見出し、この表現系について、DNA合成の観点からの理解を試みた。trmFO遺伝子を破壊することによって、メチレンテトラヒドロ葉酸の消費量が変動し、メチオニン合成系とDNA合成系に正の影響を与えているのではないかと考えた。新規DNA合成量を確認したところ、trmFO遺伝子破壊株のほうがDNA合成量が増加していた。さらに培地にメチオニンやチミジル酸を添加して培養したところ、trmFO遺伝子破壊株の生育速度は、野生株と同等になった。また、TrmFOを含む3種類の葉酸依存性メチル化酵素を用いて、試験管内でメチル化反応の競争実験を行い、TrmFOの存在は、他の葉酸依存性メチル化酵素の反応速度を低下させることがわかった。以上、TrmFOによるメチレンテトラヒドロ葉酸の消費は、DNA合成系に影響し得ることが示唆された。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] The folate/FAD-dependent tRNA methyltransferase (TrmFO) from Thermus thermophilus regulates the other modifications in tRNA at low temperatures2016
Author(s)
Ryota Yamagami, Chie Tomikawa, Naoki Shigi, Ai Kazayama, Shin-ichi Asai, Hiroyuki Takuma, Akira Hirata, Dominique Fourmy, Haruichi Asahara, Kimitsuna Watanabe, Satoko Yoshizawa, and Hiroyuki Hori
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: in press
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] The folate-dependent tRNA methyltransferase (TrmFO) relates to the adaptation at low-temperature environment and regulates methyl group metabolism in Thermus thermophilus The folate-dependent tRNA methyltransferase (TrmFO) relates to the adaptation at low-temperature environment and regulates methyl group metabolism in Thermus thermophilus.2015
Author(s)
○R. Yamagami, C. Tomikawa, N. Shigi, A. Kazayama, S. Asai, H. Takuma, A. Hirata, D. Fourmy, H. Asahara, K. Watanabe, S. Yoshizawa and H. Hori.
Organizer
Thermophiles 2015
Place of Presentation
サンティアゴ（チリ）
Year and Date
2015-08-30
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] 真正細菌Thermus thermophilusのD20形成において、tRNA上の他の修飾ヌクレオチドは関与しているのか？2014
Author(s)
楠葉 浩晃, 吉田 剛士, 岩崎 絵梨, 粟井 貴子, 平田 章, 冨川 千恵, 風山 愛, 山上 龍太, 堀 弘幸
Organizer
第37回 分子生物学会年会
Place of Presentation
パシフィコ横浜, 神奈川, 横浜
Year and Date
2014-11-25 – 2014-11-27
Related Report
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[Presentation] Topological knot tRNA methyltransferase (TrmH) discriminates substrate tRNA from non-substrate tRNA by a multistep recognition mechanism.2014
Author(s)
A. Ochi, K. Makabe, R. Yamagami, A. Hirata, R. Sakaguchi, Y. Hou, K. Watanabe, O. Nureki, K. Kuwajima, and H. Hori.
Organizer
25th tRNA conference 2014
Place of Presentation
Kylline, Greece
Year and Date
2014-09-21 – 2014-09-25
Related Report
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[Presentation] トポロジカルノット型tRNAメチル化酵素(TrmH)の触媒ドメインによる基質tRNAと基質にならないtRNAの識別2014
Author(s)
越智 杏奈, 真壁 幸樹, 山上 龍太, 平田 章, 坂口 怜子, Ya-Ming Hou, 渡辺 和則, 濡木 理, 桑島 邦博, 堀 弘幸
Organizer
第16回 日本RNA学会年会
Place of Presentation
ウィンクあいち, 愛知, 名古屋市
Year and Date
2014-07-23 – 2014-07-25
Related Report
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[Book] Modified Nucleic Acids in Biology and Medicine.2016
Author(s)
H. Hori, R. Yamagami and C. Tomikawa.
Publisher
Regulation of protein synthesis via the network between modified nucleosides in tRNA and tRNA modification enzymes in Thermus thermophilus, a thermophilic eubacterium.
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