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Relation between active regulation of the translational rate and the tRNA repertoire

Publicly Offered Research

Project AreaNascent-chain Biology
Project/Area Number 17H05672
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

吉久 徹  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (60212312)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
KeywordstRNAレパートリー / 機動的翻訳 / mRNA品質管理 / モノソーム / tRNAの絶対定量 / tRNAの発現抑制 / 翻訳制御 / tRNA
Outline of Annual Research Achievements

意図された翻訳の停止/再開、すなわち機動的翻訳制御は新生鎖の機能化に関わる普遍的現象であることが、最近の研究で示されつつある。この制御は各tRNA種の濃度や量比、即ちtRNAレパートリーの影響下にあると考えられるが、tRNAレパートリーの変化が翻訳に及ぼす影響や、一時停止した翻訳の解除機構には不明な点が多い。本研究では、これらの点について、出芽酵母を用いた研究を進めた。
まず我々は、各tRNA種の絶対量の新規定量法を開発した。これにより、富栄養培地で対数増殖中の酵母のtRNA種が、0.030~0.73 pmol/μg RNAの範囲で存在することを明らかにした。酵母のtRNA量は各tRNA種の遺伝子数と高い相関を示すが、遺伝子当たりの発現量はtRNA種間で最大5倍の開きがあった。また、単位RNA当たりのtRNA量は定常期になると対数増殖期のおよそ1.6~3.8倍に増えていた。こうした事から、数倍程度という狭い幅で、生育環境に応じたtRNA種特異的な発現制御の存在が示された。
次に、tRNAレパートリーの人為的制御を目的として、誘導型CRISPRiを利用したtRNAノックダウン系を構築した。tRNA-LeuUAGに対してこれを適用し、完全に対応したコドンのデコードよりゆらぎによるデコードの方がtRNA量低下に敏感であることを明らかにした。
他方、機動的に翻訳されるmRNAとして近年明らかとなったモノソーム画分に集積する傾向のあるmRNA群のうち、特にミトコンドリアへ局在するタンパク質をコードしたmRNAに着目して解析を進めた。このうち、pumilioファミリーのRNA結合タンパク質Puf3依存にミトコンドリア表面に移行するmRNAでは、PUF3遺伝子の欠失でモノソーム集積が強まり、モノソーム状態から正常に翻訳が進むポリソーム状態への移行にPuf3が関わる事が示された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Impact of intron removal from tRNA genes on Saccharomyces cerevisiae2019

    • Author(s)
      Hayashi Sachiko、Mori Shunsuke、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Yoshihisa Tohru
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: - Issue: 11 Pages: 5936-5949

    • DOI

      10.1093/nar/gkz270

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Maturation of tRNAs and their dynamics between the nucleus and the cytoplasm<b> </b>2018

    • Author(s)
      Yoshihisa Tohru
    • Journal Title

      PLANT MORPHOLOGY

      Volume: 30 Issue: 1 Pages: 37-58

    • DOI

      10.5685/plmorphol.30.37

    • NAID

      130007622424

    • ISSN
      0918-9726, 1884-4154
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Displacement of the mitotic apparatuses by centrifugation reveals cortical actin organization during cytokinesis in cultured tobacco BY-2 cells2018

    • Author(s)
      Arima Kengo、Tamaoki Daisuke、Mineyuki Yoshinobu、Yasuhara Hiroki、Nakai Tomonori、Shimmen Teruo、Yoshihisa Tohru、Sonobe Seiji
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: 131 Issue: 5 Pages: 803-815

    • DOI

      10.1007/s10265-018-1047-4

    • NAID

      40021652439

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Life of proteins: from nascent chain to degradation2018

    • Author(s)
      Herrmann Johannes M.、Carvalho Pedro、Hayer-Hartl Manajit、Yoshihisa Tohru
    • Journal Title

      Nature Structural & Molecular Biology

      Volume: 25 Issue: 11 Pages: 996-999

    • DOI

      10.1038/s41594-018-0150-5

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The neck deformation of <i>Lacrymaria olor</i> depending upon cell states2018

    • Author(s)
      Ryuji Yanase, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa, Tohru Yoshihisa, Seiji Sonobe
    • Journal Title

      Journal of Protistology

      Volume: 51 Issue: 0 Pages: 1-6

    • DOI

      10.18980/jop.e001

    • NAID

      130006470716

    • ISSN
      2433-412X
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Measurement and alteration of tRNA repertoires in Saccharomyces cerevisiae.2018

    • Author(s)
      Akihisa Nagai, Kohei Mori, Yuma Shiomi, and Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave" (Shiga, Japan)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Intron removal from tRNA genes in Saccharomyces cerevisiae.2018

    • Author(s)
      Sachiko Hayashi and Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave" (Shiga, Japan)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] OTTER, a new method for measuring absolute quantity of tRNAs.2018

    • Author(s)
      Akihisa Nagai, Kohei Mori, Yuma Shiomi, and Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      The 23rd Annual Meeting of the RNA Society (Berkeley, USA)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Intron removal from tRNA genes in S. cerevisiae.2018

    • Author(s)
      Sachiko Hayashi and Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      The 27th tRNA Conference (Strasbourgh, France)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] How to measure absolute quantity of tRNAs.2018

    • Author(s)
      Akihisa Nagai, Kohei Mori, Yuma Shiomi, and Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母におけるtRNAレパートリーの解析と改変2018

    • Author(s)
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、池田彩乃、佐藤友衣子、河野龍之進、荒井麻里、粕谷日向子、吉久徹
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母におけるtRNAトランスクリプトーム解析2018

    • Author(s)
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、吉久徹
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] モノソーム偏在mRNAとして同定された核コードミトコンドリアmRNAの翻訳制御に関する解析2018

    • Author(s)
      林紗千子、岩元夏純、吉久徹
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵母HAC1 mRNAの安定化に関するtRNA ligase、Rlg1の遺伝的解析2018

    • Author(s)
      吉見理子、山本智加、吉久徹
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] tRNA-LeuCAA遺伝子からのイントロン削除が与える影響について2018

    • Author(s)
      林紗千子、七野悠一、岩崎信太郎、吉久徹
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母におけるtRNAトランスクリプトーム解析2018

    • Author(s)
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、吉久徹
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of dynamics of tRNAs in yeast, where and how much.2018

    • Author(s)
      Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      理研シンポジウム「Recent Progress in tRNA Biology and Translation」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 出芽酵母における各isodecoder tRNAの絶対定量2017

    • Author(s)
      永井陽久、森滉平、吉久徹
    • Organizer
      日本RNA学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母を用いたtRNAイントロンの持つ生理的意義の解明2017

    • Author(s)
      林紗千子、吉久徹
    • Organizer
      日本RNA学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵母HAC1 mRNAの安定化・翻訳再開に関与するtRNA ligase、Rlg1の遺伝的研究2017

    • Author(s)
      吉見理子、山本智加、吉久徹
    • Organizer
      日本RNA学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 核を巡るtRNAのダイナミクス2017

    • Author(s)
      吉久徹
    • Organizer
      日本植物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] プロテオーム形成を影から支えるtRNAレパートリーを解析する2017

    • Author(s)
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、佐藤友衣子、河野龍之進、林紗千子、吉久徹
    • Organizer
      植物RNA研究ネットワークシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Analysis and manipulation of the tRNA repertoire affecting protein synthesis in yeast cells2017

    • Author(s)
      Akihisa Nagai, Ryunoshin Kohno, Sachiko Hayashi, Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      International Symposium on Protein Quality Control
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of intron removal from tRNA genes in S. cerevisiae2017

    • Author(s)
      Sachiko Hayashi, Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Do No-Go Decay (NGD) factors compete with minor tRNAs to occupy the ribosomal A-site in translation?2017

    • Author(s)
      Yuiko Sato, Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Absolute quantification of tRNA isodecoders in Saccharomyces cerevisiae2017

    • Author(s)
      Akihisa Nagai, Kouhei Mori, Tohru Yoshihisa
    • Organizer
      生命科学系学会合同年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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