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分泌系タンパク質の配送における非典型的な翻訳終結反応の分子機構と生理機能の解明

Publicly Offered Research

Project AreaMultifaceted Proteins: Expanding and Transformative Protein World
Project/Area Number 23H04249
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松尾 芳隆  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00725252)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywordsリボソーム / 翻訳共役 / 品質管理 / ユビキチン化 / SRP / 分泌系タンパク質 / 品質管理機構
Outline of Research at the Start

翻訳の伸長反応は、ペプチド鎖のフォールディングや細胞内小器官への配送などと共役しており、その異常は不良タンパク質の産生に直結する 。細胞はこれを回避するために、異常な翻訳伸長を感知し、強制的に翻訳を終結させる品質管理機構(RQC:Ribosome-mediated Quality Control )を備えている。本研究では、RQCの標的となる内在性異常翻訳の実体を明らかにすべく、分泌系タンパク質の共翻訳的な小胞体膜への配送における非典型的な翻訳終結反応の分子機構とその生理機能の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

翻訳の伸長反応は、ペプチド鎖のフォールディングや細胞内小器官への配送などと共役しており、その異常は不良タンパク質の産生に直結する。細胞はこれを回避するために、異常な翻訳伸長を感知し、強制的に翻訳を終結させる品質管理機構(RQC:Ribosome-mediated Quality Control)を備えている。本研究では、RQCの標的となる内在性異常翻訳の実体を明らかにすべく、分泌系タンパク質の共翻訳的な小胞体膜への配送における非典型的な翻訳終結反応の分子機構とその生理機能の解明を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

分泌系タンパク質の共翻訳的な小胞体膜への配送における非典型的な翻訳終結反応の分子機構の解明を目指し、SRPの結合によってRQCがキャンセルされる仮説の検証を進めている。
テイルアンカー型を除く分泌系タンパク質の大部分は、SRPを介して共翻訳的に小胞体膜へと配送される。その補助機構として、分泌系タンパク質をコードするmRNAには翻訳の一時停止を誘導するレアコドンクラスター(REST)がコードされており、このRESTによってリボソーム同士の衝突が生じていることが証明されている。つまり、RESTで停滞したリボソームはRQCの標的となりえる特徴を有している。一方で、小胞体への配送に異常がない場合、どのようにしてRQCから逃れているのか?その機構は不明のままである。
本年度は、SRPの結合を識別する新たな翻訳停滞を発見した。

Strategy for Future Research Activity

分泌系タンパク質の共翻訳的な小胞体膜への配送における非典型的な翻訳終結反応の分子機構の解明を目指し、SRPの結合によってRQCがキャンセルされる仮説の検証を行う。テイルアンカー型を除く分泌系タンパク質の大部分は、SRPを介して共翻訳的に小胞体膜へと配送される。その補助機構として、分泌系タンパク質をコードするmRNAには翻訳の一時停止を誘導するレアコドンクラスター(REST)がコードされており、このRESTによってリボソーム同士の衝突が生じていることが証明されている。つまり、RESTで停滞したリボソームはRQCの標的となりえる特徴を有している。一方で、小胞体への配送に異常がない場合、どのようにしてRQCから逃れているのか?その機構は不明のままである。今後も引き続き、SRPの結合によってRQCがキャンセルされる仮説の検証を進める。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023

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

  • [Journal Article] Molecular basis for recognition and deubiquitination of 40S ribosomes by Otu22023

    • Author(s)
      Ikeuchi Ken、Ivic Nives、Buschauer Robert、Cheng Jingdong、Fr?hlich Thomas、Matsuo Yoshitaka、Berninghausen Otto、Inada Toshifumi、Becker Thomas、Beckmann Roland
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 2730-2730

    • DOI

      10.1038/s41467-023-38161-w

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Decoding of ubiquitin-code for clearance of ribosome collision by RQT complex2023

    • Author(s)
      Yoshitaka Matsuo, Toshifumi Inada
    • Organizer
      第24回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 翻訳異常の真の姿を捉える多角的アプローチ2023

    • Author(s)
      松尾芳隆
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Co-translational quality control induced by translational arrest.2023

    • Author(s)
      Yoshitaka Matsuo
    • Organizer
      第61回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

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

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