Global analyses of nascent chain folding and chaperone effects

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Nascent-chain Biology
• Project/Area Number: 26116002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Taguchi Hideki 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40272710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今高 寛晃 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (50201942) ; 富田 野乃 (竹内野乃) 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (80323450)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 翻訳 / リボソーム / シャペロン / フォールディング / 新生ポリペプチド鎖 / 無細胞翻訳系

Outline of Final Research Achievements

How proteins are synthesized in the cell and then fold to a conformation are important problems. In this study, we have promoted folding studies that are coupled to translation, which have not previously been studied in detail, and also developed novel methods such as a cell-free translation system reconstituted from eukaryotic factors. We found that the translation elongation was frequently (~80% of tested genes) paused from the analysis for more than 1000 genes. We found novel noncanonical translation dynamics: intrinsic ribosome destabilization, which terminates the elongation in a stop codon independent manner. We also established a reconstructed cell-free translation system derived from human and Saccharomyces cerevisiae factors and investigated various translational dynamics.

Free Research Field

蛋白質科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、翻訳に共役したフォールディングに関してバクテリアのみならず真核生物由来のタンパク質まで解析できた意義は大きい。特に、真核生物に多い天然変性タンパク質とフォールディングの関係に新たな知見を加えた。本研究の途中で当初予想せずに発見した新生鎖依存リボソーム不安定化による翻訳途中終了は単なる非典型的な翻訳現象に留まらず、新たなる翻訳レベルでの遺伝情報発現機構として学術的な意義が大きく今後も発展が期待できる。ヒトや出芽酵母因子由来の再構築型無細胞翻訳系は世界中の関連研究者に待ち望まれていた実験系である。創薬研究の新たなツールとしても有効であり、社会的な意義も大きいと考える。