Analysis of novel functions of nascent-chain in quality controls of mRNA and protein

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Nascent-chain Biology
• Project/Area Number: 26116003
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: Inada Toshifumi 東北大学, 薬学研究科, 教授 (40242812)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長尾 翌手可 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (30588017) ; 岩川 弘宙 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (60710415)
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 品質管理 / リボソーム / ユビキチン化 / 翻訳異常 / 異常リボソーム / ストレス応答

Outline of Final Research Achievements

Accurate gene expression is the basis of life phenomena, and its failure and abnormalities cause various diseases. Cells maintain a quality control mechanism that recognizes and eliminates aberrant translational elongation inhibition. We have analyzed the molecular mechanism that recognizes and dissociates the stalled ribosome. We have elucidated the molecular mechanism by which E3 ubiquitin ligase Hel2/ZNF598 recognizes the specific structure of the stalled ribosome. We also found ribosome modifications that are essential for quality control mechanisms that recognize and eliminate functionally defective ribosomes responsible for various expression abnormalities.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

正確な遺伝子発現はすべての生命現象の根幹であり、その破綻や異常は様々な疾患の原因となる。同義コドンへの置換であるサイレント変異が疾患の原因となることは、翻訳伸長反応の精密な制御が、正確な遺伝子発現に極めて重要であることを示している。本研究により、新生鎖の新規機能と新生鎖の運命決定の分子機構の実体が解明された。本研究の成果により、遺伝子発現の正確性を保証するmRNAとタンパク質の品質管理機構の理解が飛躍的に進んだ。神経細胞における局所翻訳を含む様々な高次生命現象の理解にも大きく貢献するのみでなく、翻訳伸長異常に起因する疾患の発症機構の解明に大きく寄与すると期待される。