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リボソームの品質管理における機能不全RNAの認識メカニズム

Publicly Offered Research

Project AreaDiversity and asymmetry achieved by RNA program
Project/Area Number 23112710
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 InstitutionKyoto University

Principal Investigator

北畠 真  京都大学, ウイルス研究所, 助教 (10321754)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywordsリボソーム / 品質管理 / ユビキチン / RNA
Outline of Annual Research Achievements

出芽酵母を用いて、機能不全リボソームRNAの品質管理の分子機構について研究を行った。以前の研究から、機能不全となる点変異を持つ25S rRNAに誘導される形でユビキチンがリボソームに結合することが、このRNAの選択的分解に明らかになることが明らかとなっており、本研究ではこの反応に関わるE3ユビキチンリガーゼMms1複合体を対象に詳細な解析を行った。
この複合体がユビキチンを結合させるリボソームたんぱく質の解析結果から、60Sと40Sのそれぞれのサブユニットが翻訳伸長過程で行う「ラチェットモーション」がMms1によるリボソームの認識に関与しているのではないかという示唆が得られた。そこでこのユビキチン化部位の近傍に位置する40S側のたんぱく質にMycタグを連続して付加し、E3リガーゼによるリボソームへの結合を阻害する状況を作りだすことを試みてみた。このようなリボソームを持つ出芽酵母において変異25S rRNAの分解速度を測定したところ、明らかに速度の低下がみられており、このことは(少なくとも一部の)変異リボソームの分解に40Sサブユニットとの結合が必要である、という仮説を支持している。ただしこの状況では分解速度は低下するが、Mms1欠損株のように完全に分解が停止するわけではないので、40Sサブユニットの協力を必要としない、別の過程での認識が働いている可能性も同時に示唆されている。
これまでにMms1経路によって分解されるとされる機能不全25S rRNAは4種類のみであり、その分解経路の一般性には検証の余地が残されていた。そこでこの点についても、合計47種類の変異25S rRNAを作成し、Mms1の基質になるかどうかを調べた。その結果少なくとも10種類の変異はリボソームの機能不全を引き起こし、Mms1による分解を誘導することが明らかになった。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] 40S subunit dissociation and proteasome-dependent RNA degradation in nonfunctional 25S rRNA decay2012

    • Author(s)
      Fujii,K., Sakata,T., Kitabatake,M. and Ohno, M
    • Journal Title

      The EMBO Journa

      Volume: 31 Issue: 11 Pages: 2579-2589

    • DOI

      10.1038/emboj.2012.85

    • NAID

      120005122255

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 40S subunit dissociation and proteasome-dependent RNA degradation in nonfunctional 25S rRNA decay2012

    • Author(s)
      Fujii, K
    • Journal Title

      EMBO Journal

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 真核生物リボソームの品質管理2013

    • Author(s)
      北畠真
    • Organizer
      第2回リボソームミーティング
    • Place of Presentation
      東京農工大学農学部
    • Year and Date
      2013-03-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 真核生物リボソームの品質管理2012

    • Author(s)
      北畠真
    • Organizer
      第14回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学百周年記念会館川内萩ホール
    • Year and Date
      2012-07-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能不全リボソームRNAの分解においてたんぱく質分解経路の果たす役割2012

    • Author(s)
      北畠真
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2012-06-20
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 40S Subunit Dissociation and Proteasome-dependent RNA Degradation in Nonfunctional 25S rRNA Decay2012

    • Author(s)
      Makoto Kitabatake
    • Organizer
      The 22nd CDB Meeting "RNA Sciences in Cell and Developmental Biology II"
    • Place of Presentation
      Riken CDB, Kobe, JAPAN
    • Year and Date
      2012-06-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 40S Subunit Dissociation and Proteasome-dependent RNA Degradation in Nonfunctional 25S rRNA Decay2012

    • Author(s)
      Makoto Kitabatake
    • Organizer
      RNA2012
    • Place of Presentation
      Ann Arbor, Michigan, USA
    • Year and Date
      2012-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 真核生物リボソームの品質管理2012

    • Author(s)
      北畠真
    • Organizer
      第一回リボソームミーティング
    • Place of Presentation
      広島大学生物生産学部(広島市)
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能不全rRNAの分解においてタンパク質分解経路の果たす役割2012

    • Author(s)
      藤井耕太郎
    • Organizer
      第一回リボソームミーティング
    • Place of Presentation
      広島大学生物生産学部(広島市)
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能不全リボソームの分解に関わるE3ユビキチンリガーゼ複合体の解析2012

    • Author(s)
      坂田知子
    • Organizer
      第一回リボソームミーティング
    • Place of Presentation
      広島大学生物生産学部(広島市)
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Unraveling the Molecular Mechanism of Nonfunctional 25S rRNA Decay2011

    • Author(s)
      北畠真
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-12-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Nonfunctional rRNA decay functionally requires proteasome activity2011

    • Author(s)
      藤井耕太郎
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2011-12-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanism of nonfunctional 25S rRNA decay2011

    • Author(s)
      北畠真
    • Organizer
      国際RNAミーティング
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府)
    • Year and Date
      2011-06-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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