真核細胞のmRNA動態を制御する新しいGTP結合タンパク質

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11155206
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堅田 利明 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (10088859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 紺谷 圏二 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (30302615) ; 星野 真一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助手 (40219168) ; 仁科 博史 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教授 (60212122)
• Keywords: mRNA / GTP結合蛋白質 / 翻訳終結 / poly(A) / poly(A)結合蛋白質

Research Abstract

先に我々は,GTP結合蛋白質GSPTがC末端側領域に存在する翻訳伸長因子EF1αと相同な領域を介して翻訳終結因子eRF1と相互作用し,翻訳終結因子eRF3として機能するとこと,さらに,N末端側領域を介してmRNAの3'末端poly(A)尾部結合蛋白質(PABP)と結合してmRNAの分解過程にも関与している可能性を見い出してきた。
本研究においては,酵母においてもGSPTとPABPが相互作用しうることを示し,酵母温度感受性変異株gst1において,poly(A)^+-mRNAの分解過程に異常が生じていることを明らかにした。また,GSPTをmulticopy vectorで細胞に導入すると,mRNAの半減期が短縮され,分解の促進が実際に観察された。さらに,GSPTと最も近縁の遺伝子産物である酵母HBSlは,GSPT同様のドメイン構造を有しているが,このHBS1のNドメインと相互作用する因子の検索を行い,グリセルアルデヒド三リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)を同定した。GAPDHは糖代謝系の酵素である一方で,ポリゾーム画分にも存在し、mRNAの3'非翻訳領域に存在するAU-richなRNAに高親和性に結合する蛋白質としても同定されている。したがって,これらの実験事実は,GSPT,HBS1が,共にNドメインにおいて3'非翻訳領域に結合するRNA結合蛋白質との相互作用を介しmRNAの安定性を制御しているという共通の機構の存在を強く示唆している。さらに,GSPTに対しグアニンヌクレオチド依存性に結合する因子を単離し,これがヌクレオチド二リン酸キナーゼ(NDPK)であることを見出した。GSPTにGTPを供給する機構,あるいはGSPTに対するGEF,GAPとしての機能等が期待され,現在解析中である。

Research Products

• [Publications] S. Hoshino, et al.: "The eukaryotic polypeptide chain releasing factor (eRF3/GSPT) carrying the translation termination signal to the 3'-Poly(A) tail of mRNA"J. Biol. Chem.. 274. 16677-16680 (1999)
• [Publications] S. Hoshino, et al.: "Novel function of the Eukaryotic Polypeptide-chain Releasing Factor 3 (eRF3/GSPT) in the Mechanism of mRNA Degradation"Biochemistry (Moscow). 64. 1367-1372 (1999)
• [Publications] 堅田利明(分担): "シグナル伝達 総集編 (竹縄忠臣編)"羊土社. 235 (1999)