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ウイルスが引き起こす非標準的な翻訳機構の構造基盤

Publicly Offered Research

Project AreaNascent-chain Biology
Project/Area Number 17H05677
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 InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

伊藤 拓宏  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, ユニットリーダー (70401164)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsウイルス / 生体分子 / 電子顕微鏡 / 翻訳 / 翻訳開始
Outline of Annual Research Achievements

精製したヒト由来因子によって再構成した試験管内翻訳システムを用いて調製した、新生鎖配列によって一時停止させたリボソームにHCV IRESを加えて、ハイジャック前複合体を調製し、クライオ電子顕微鏡により3.9Åの分解能で構造決定した。また、ハイジャック後複合体についても調整法を確立し、最終的に3.9Åの分解能で構造決定した。生化学的な実験により、HCV IRESは空のリボソームよりも翻訳中のリボソームを、より良い基質とすることが明らかになった。明らかになったHCV IRESによる宿主翻訳機構の乗っ取りメカニズムについてMolecular Cell誌に報告した。
宿主の翻訳開始に機能する翻訳開始因子eIF2とeIF2Bについて、複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡と結晶構造解析により決定することに成功した。eIF2はGTP結合依存的に開始メチオニルtRNAをリボソームへと運搬する役割を持ち、eIF2BはそのGEFであるが、eIF2がストレスに応じてリン酸化されるとeIF2BのGEF活性を阻害することが知られていた。今回決定した立体構造により、eIF2がリン酸化されるとeIF2Bとの結合様式が大きく変化し、これによってeIF2Bを阻害していることが明らかとなった。このメカニズムについてScience誌に報告した。
宿主の翻訳開始に機能する翻訳開始因子eIF4Aについて、翻訳阻害剤RocAと連続プリン配列、ATPアナログの4者複合体の結晶構造解析に成功し、他の生化学的・計算科学的な解析を併せ、RocAのプリン特異的な翻訳阻害メカニズムの詳細をMolecular Cell誌に報告した。

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

    (11 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] UC berkeley(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Translation Inhibitor Rocaglamide Targets a Bimolecular Cavity between eIF4A and Polypurine RNA2019

    • Author(s)
      Iwasaki Shintaro、Iwasaki Wakana、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Watanabe Chiduru、Shichino Yuichi、Floor Stephen N.、Fujiwara Koichi、Mito Mari、Dodo Kosuke、Sodeoka Mikiko、Imataka Hiroaki、Honma Teruki、Fukuzawa Kaori、Ito Takuhiro、Ingolia Nicholas T.
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 73 Issue: 4 Pages: 738-748

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2018.11.026

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural basis for eIF2B inhibition in integrated stress response2019

    • Author(s)
      Kashiwagi Kazuhiro、Yokoyama Takeshi、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Shirouzu Mikako、Ito Takuhiro
    • Journal Title

      Science

      Volume: 364 Issue: 6439 Pages: 495-499

    • DOI

      10.1126/science.aaw4104

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HCV IRES captures an actively translating 80S ribosome2019

    • Author(s)
      Yokoyama Takeshi、Machida Kodai、Iwasaki Wakana、Shigeta Tomoaki、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Harada Yoshie、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Tadakuma Hisashi、Imataka Hiroaki、Ito Takuhiro
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 1205-1214

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.04.022

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamic interaction of poly(A)-binding protein with the ribosome2018

    • Author(s)
      Machida Kodai、Shigeta Tomoaki、Yamamoto Yuki、Ito Takuhiro、Svitkin Yuri、Sonenberg Nahum、Imataka Hiroaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 17435-17435

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35753-1

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rocaglamide Aによる配列特異的な翻訳阻害の構造基盤2018

    • Author(s)
      伊藤拓宏
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] C型肝炎IRESは翻訳中80Sリボソームに結合し、宿主の翻訳系をハイジャックする2018

    • Author(s)
      横山武司
    • Organizer
      第20回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] HCV IRES captures a translating 80S ribosome to hijack host translational machinery2018

    • Author(s)
      Ito Takuhiro
    • Organizer
      Proteins; from the Cradle to the Grave
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural basis for sequence-specific translation inhibition by Rocaglamide A2018

    • Author(s)
      Ito Takuhiro
    • Organizer
      Translational Control
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] HCV IRES captures a translating 80S ribosome to hijack host translational machinery2018

    • Author(s)
      Yokoyama Takeshi
    • Organizer
      Translational Control
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural basis for sequence-specific translation repression by eIF4A and Rocaglamide2017

    • Author(s)
      Ito, T.
    • Organizer
      ConBio2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

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

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