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2011 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝子発現の正確性を保証するmRNA品質管理機構

Planned Research

Project AreaDiversity and asymmetry achieved by RNA program
Project/Area Number 20112006
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

稲田 利文  東北大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (40242812)

KeywordsRNA / 翻訳伸長阻害 / RMA品質管理 / タンパク質分解 / mRNA分解 / 新生ポリペプチド鎖 / E3ユビキチンライゲース
Research Abstract

生命現象の基盤となる遺伝子発現の正確性は、細胞の保持する様々な品質管理機構によって保証されている。mRNAの品質はリボソームにより感知され、異常な翻訳終結が引き金となって分解が促進される。研究代表者は、真核生物における品質管理機構の全体像を理解することを目的として、(1)翻訳異常の認識機構、(2)異常タンパク質分解機構、ついて研究を行った。また翻訳異常の認識後のmRNA分解系の理解にはPablpによるmRNA安定化機構の解明が必須であるため、(3)ポリ(A)鎖結合因子によるmRNA安定化機構、についても研究を行った。平成23年度の研究成果は以下である。
(1)異常タンパク質の分解機構:(1)「異常タンパク質の分解促進」というUpf複合体の新しい機能について分子機構の解析を行った。その結果、フォールディング異常がUpf複合体による分解促進を受ける条件であることが明らかとなった。(2)翻訳アレストに共役する新生ポリペプチド鎖の分解機構において機能する2つのE3ユビキチンライゲースの基質特異性が明らかとなった。(2)翻訳異常の認識機構:(1)ノンストップmRNAの迅速な分解(NSD)には終止コドン非依存の翻訳終結反応が必須である。翻訳終結因子eRF1/eRF3複合体と相同性を持つDom34/Hbs1複合体が、mRNAの3'末端で停滞したリボソイームを解離させることで、エキソソームによるノンストップmRNA迅速な分解を引き起こすことを明らかにした(Mol. Cell, 2012)。(2)連続した塩基性アミノ酸残基による翻訳伸長阻害(アレスト)に必須な因子として、40Sサブユニットに結合するRACK1を同定されたため、翻訳アレストによるmRNA分子内切断について解析を行った.その結果、翻訳伸長反応自体の阻害(translation arrest)とmRNA2次構造によるリボソームの阻害(road-block)によるNGDが別の機構であることが明らかとなった。(3)ポリ(A)鎖結合因子(Pablp)によるmRNA安定化機構:mRNA型非翻訳RNAの安定性を測定する系を用いてmiRNAによる発現抑制機構に必須なGW184の新たな活性を明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

東北大学薬学研究科に赴任し、研究環境が改善された。特に、実験テーマに熱心に取り組む学生が相当数確保できたことは、研究の進展に大きく貢献している。

Strategy for Future Research Activity

平成24年度は最終年度であるので、これまでの研究結果を論文として作製する作業を行う。現在時点では、特に問題なく順調に研究は遂行されている。複数の原著論文を発表するために必要なデータは、ほぼ得られている。

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Dom34:Hbs1 Plays a General Role in Quality Control Systems by Dissociation of a Stalled Ribosome at the 3' End of Aberrant mRNA2012

    • Author(s)
      Tsuboi, T., Kuroha, K., Kudo, K., Makino, S., Inoue, E., Kashima, I., Inada, T.
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 46 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2012.03.013

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 終止コドン非依存サブユニット解離による異常mRNA分解促進機構2012

    • Author(s)
      坪井達久、池内健、黒羽一誠、鹿島勲、工藤和兵、牧野志保、井上絵里、稲田利文
    • Organizer
      Ribosome meeting
    • Place of Presentation
      広島、日本
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] The mechanism of quality control coupled with translation arrest in yeast2011

    • Author(s)
      Toshifumi Inada
    • Organizer
      ISNAC2011
    • Place of Presentation
      札幌、日本(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] RNAの識別と管理-自己、異常な自己、そして非自己-2011

    • Author(s)
      稲田利文
    • Organizer
      フォーラムinドージン
    • Place of Presentation
      熊本、日本(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-04
  • [Presentation] Dual function of Dom34:Hbs1 complex in mRNA clearance coupled with translation arrest in yeast2011

    • Author(s)
      Toshifumi Inada
    • Organizer
      Protein Synthesis and Translational Control Meeting
    • Place of Presentation
      EMBL, Heidelberg, Germany
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] The novel roles of Dom34:Hbs1 complex in No-Go-Decay quality control systems in yeast2011

    • Author(s)
      Tatsuhisa Tsuboi, Isao Kashima, Kazushige Kuroha, Shiho Makino, Kazuhei Kudo, Toshifumi Inada
    • Organizer
      mRNA processing Meeting
    • Place of Presentation
      CSHL, NY, USA
    • Year and Date
      2011-08-24
  • [Presentation] Dual functions of Dom34:Hbs1 complex in mRNA clearance coupled with translation arrest in yeast2011

    • Author(s)
      Toshifumi Inada
    • Organizer
      RNA Society Meeting 2011
    • Place of Presentation
      Kyoto, Japan
    • Year and Date
      2011-06-17
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~idenshi/idenshi-j.shtml

URL: 

Published: 2013-06-26  

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