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リボソームプロファイリングを応用したリボソーム構造動態の解明

Research Project

Project/Area Number 23K14173
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 43060:System genome science-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

藤 博貴  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 学振特別研究員PD (50963237)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords大腸菌 / リボソームプロファイリング / リボソーム構造動態 / 原核生物
Outline of Research at the Start

生物学において、翻訳とは遺伝子発現における「核酸からタンパク質」への変換、つまりタンパク質合成過程のことを指す。タンパク質の合成を担う分子装置であるリボソームは、翻訳中にその構造がダイナミックに変化する。しかしながら、これらの知見はX線結晶構造解析やクライオ電子顕微鏡の解析から推測されたモデルであり、生体内のリボソームの構造が実際にどのように制御されるかは未知なままである。なぜなら、これを解析する技術がなかったためである。我々は、この問題に対して、生体内の翻訳動態を網羅的に捉えるシーケンス技術であるリボソームプロファイリング技術を用いて、リボソームの構造変化を捕捉する技術の改変を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

生物におけるタンパク質合成過程「翻訳」では、その合成を担う装置であるリボソームがmRNAを読み取る過程でダイナミックにコンフォメーションを変化させることが試験管内での実験から知られているが、実際に生きている細胞内での立体構造がどのように制御されるか、という点は全く理解されていない。そこで、本研究では、この重要な問題を最先端のシーケンス技術リボソームプロファイリングを改変することで、構造変化を推定する革新的な技術の開発とその手法を応用して新たな翻訳動態を解明する。今年度では、リボソームプロファイリング手法の改変に成功し、この手法を用いることで翻訳中にリボソームのコンフォメーションが大きく変化する場所を見出すことに成功した。さらに、このユニークな翻訳動態を制御するタンパク質としてリボソームのリサイクリングに関わるタンパク質Xを特定している。今後は、このタンパク質Xの分子生物学的機能を検証していく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

リボソームプロファイリング手法の改変に成功した点に加え、改変手法によって翻訳中にリボソームのコンフォメーションが大きく変化する場所を見出すことに成功しているため。

Strategy for Future Research Activity

ユニークな翻訳動態を制御するタンパク質としてリボソームのリサイクリングに関わるタンパク質Xの役割を明らかにし、論文として発表する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Human-rabbit Hybrid Translation System to Explore the Function of Modified Ribosomes2023

    • Author(s)
      Matsuura-Suzuki Eriko、Toh Hirotaka、Iwasaki Shintaro
    • Journal Title

      BIO-PROTOCOL

      Volume: 13 Issue: 13

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.4714

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Anatomy of footprint extension in ribosome profiling reveals a conformational landscape of ribosomes in bacteria2023

    • Author(s)
      Hirotaka Toh, Tomoya Fujita, Takeshi Yokoyama, Hideki Taguchi, Takuhiro Ito, Shintaro Iwasaki
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Anatomy of footprint extension in ribosome profiling reveals a conformational landscape of ribosomes in bacteria2023

    • Author(s)
      Hirotaka Toh, Tomoya Fujita, Takeshi Yokoyama, Hideki Taguchi, Takuhiro Ito, Shintaro Iwasaki
    • Organizer
      第24回日本RNA学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Anatomy of footprint extension in ribosome profiling reveals a conformational landscape of ribosomes in bacteria2023

    • Author(s)
      Hirotaka Toh, Tomoya Fujita, Takeshi Yokoyama, Hideki Taguchi, Takuhiro Ito, Shintaro Iwasaki
    • Organizer
      EMBL Conference Protein synthesis and translational control
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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