| Project/Area Number |
19K22240
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌田 瑠泉 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (40750881)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | ポリペプチド / ストレス / 翻訳 / コーディング / 抗菌活性 / r-Peptide仮説 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、rRNAが遺伝子情報を内在的にコードし、生存危機回避などの特殊な状況においてポリペプチドに翻訳されるという仮説の下、原核生物が生存危機環境における自己防衛のために、生命維持に必須で膨大に発現しているrRNA配列由来のポリペプチド（r-peptide）の同定を目指す。また、同定されたr-peptideあるいは推定r-peptideの危機防御における機能解析を行う。このために、生存危機刺激下でのLC-MS/MSによる大腸菌r-peptideの同定、同定あるいは推定r-peptideの機能およびその機構の解明を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In recent years, antibiotics have become increasingly important in medicine and society. In this study, we investigated the identification and function of polypeptides derived from rRNA sequences (r-peptides) to elucidate the "r-Peptide" hypothesis that prokaryotic rRNA, which is supposed to be a non-protein-coding RNA, intrinsically encodes genetic information, and is translated into polypeptides under special circumstances such as when survival is threatened. The identification and function of rRNA-derived polypeptides (r-peptides) were studied to elucidate the "r-Peptide" hypothesis. Bioinformatics analysis showed that the r-peptides had specific anti-bacterial activity and provided a mechanistic model for their action. In addition, mass spectrometry analysis suggested the expression of oxidized form of the r-peptide in the presence of the antibiotics.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は、大腸菌の危機状態対応への進化の解明として大きな意味を持つばかりでなく、医療に対しても極めて重要な意義を持つ。本研究により、原核生物の危機回避メカニズムが解明され、この新規メカニズムに基づいた、全く新しいタイプの抗生物質の開発への展開も期待される。
さらに、本研究は、タンパク質をコードしないノンコーディングRNAとされているrRNAが、特定の条件下で翻訳され機能性ポリペプチドを発現するという、生命科学・分子生物学のセントラルドグマの拡張も示すこととなった。
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