2011 Fiscal Year Annual Research Report
リボソームの翻訳伸長停止と共役したmRNA分解 : 植物における新規転写後制御の研究
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11J01971
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山下 由衣 北海道大学, 大学院・生命科学院, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 翻訳停止 / mRNA分解 / 転座 |
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| Research Abstract |
本研究はS-アデノシルメチオニン(SAM)に応答して,シロイヌナズナのCGS1 mRNA上で起こる翻訳停止がmRNA分解を誘導する機構を明らかにすることを目的としている。翻訳停止したリボソームを認識してmRNA分解機構が働くと考えられる。そこで,今年度はSAMに依存した翻訳停止段階を分子レベルで特定することを目的とした。
これまでの解析により翻訳停止はリボソーム転座の段階で起こることが示されていた。この転座反応が分子レベルでは約10段階の分子反応から成るため,どの段階で翻訳停止が起こるのかを特定する必要があった。転座中のリボソームにはピューロマイシンが作用しにくいことを利用して,翻訳停止段階を特定した。その結果,翻訳停止したリボソームとピューロマイシンとの反応性は低くいことが明らかになった。このことから,SAMによる翻訳停止が転座の段階で起こると考えている。
SAMによる翻訳停止を起こしたリボソームは後続のリボソームの進行を妨げ,停滞させる。CGS1のmRNA分解はこの複数個のリボソームの停滞と相関して起こる。複数のリボソームの停滞を分子レベルで議論するために,SAMによって停止したリボソームを先頭として,後続のリボソームが停滞する間隔を明らかにした。そして,後続のリボソームとピューロマイシンとの反応性が高いことから,後続のリボソームが転座後の段階で停止していることが示唆された。
以上の内容をまとめた学術論文を作成中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
SAMによって翻訳停止したリボソームの翻訳停止段階を特定することができた。更に,当初は予定していなかったが,翻訳停止したリボソームによって進行が妨げられる,後続のリボソームの停滞についても解析を進めることができた。結果として,先頭と後続のリボソームとでは翻訳停止の状態が異なるということが示された。SAMによる翻訳停止はCGS1遺伝子に特異的な現象であるが,リボソームの追突はmRNAの品質管理においても重要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
SAMがいかにしてCGS1 mRNA上での翻訳停止を引き起こすのかを解明することを目的とする。SAMの作用メカニズムは制御の全体像を解明する上で核心となるため,非常に興味深い。
試験管内翻訳系という単純な系でSAMに依存した翻訳停止が再現されること,制御にはCGSの新生ペプチドが必要であることから,SAMはリボソームに作用するという作業仮説をたてた。試験管内翻訳系を用いてCGS1 mRNAを翻訳中のリボソームを合成し,SAMとの結合を,平衡透析法とフィルター結合アッセイによって検出する。
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