RNA情報発現系の時空間ネットワーク

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13051101
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 中村 義一 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40114590)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松藤 千弥 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (50192753) ; 塩見 春彦 徳島大学, ゲノム機能研究センター, 教授 (60202107) ; 饗場 弘二 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20025662) ; 渡辺 公綱 東京大学, 生物情報解析研究センター, センター長(研究職) (00134502) ; 坂本 博 神戸大学, 理学部, 教授 (00187048)
• Keywords: RNA / ネットワーク / RNA蛋白質複合体 / 高次複合機能 / 分子擬態 / ポストゲノム / 転写後調節 / 翻訳調節

Research Abstract

本領域は総括班と4つの計画研究及び公募研究から構成され、緊密な連携の下に領域全体及び各班の研究目標を達成するように推進された。各研究班の研究戒果の概要は以下の通りである。
[総括班]1)総括班会議を平成17年8月8日(於弘前市)と平成18年1月11日(於宮崎市)に開催した。2)公開シンポジウムを平成17年8月8日(於弘前市)に開催した。3)合同班会議を平成18年1月11〜13日(於宮崎市)に開催した。4)RNA Network Newsletter第7、8号を発行し、メディアを含む関係方面へ各3000部配布した。配布先多数から同Newsletterについて高い評価と関心が寄せられた。5)RNA若手の会(平成17年5月9〜11日、於伊賀市)開催を支援した。
[A01班・RNPマシーン]RNPマシーンの構造生物学的な研究が進展した。特に、tRNA修飾やtRNA認識に関する機能構造事例が集積拡張した。さらに、翻訳伸長や終結に要として働くリボソーム蛋白質について精緻な機能研究成果が得られた。
[A02班・RNA制御スイッチ]Non-stop mRNAの分解機構、原核生物におけるsmall RNAによる糖輸送調節、tRNA修飾酵素の新たなRNA認識モチーフ発見等、RNAが関わる転写後・翻訳調節の研究を推進し、特にRNA品質管理やsmall RNA関連課題の進展と、構造生物学的な展開が顕著であった。
[A03班・動くRNA]ゼブラフィッシュmicroRNAが母性mRNAの脱アデニル化を促進するという発見や酵母細胞において成熟したtRNAが核と細胞質の間を往来しているという新知見等が特筆される。
[A04班・高次複合系RNA動態]高次複合系におけるRNA及びRNA結合蛋白質の動態と機能解析を進めて来た。本年度は特に小分子RNA及びその他non-coding RNA(ncRNA)の同定、生合成経路、そして機能解析に大きな進展がみられた。具体的には、種々の新規ncRNAの同定のみならず、ncRNAの生合成及び機能発現経路に関与する蛋白質因子の同定とその機能解析が進み、しかもこれら分子経路が、たとえば、生殖細胞形成(マウス)や全能性を有する幹細胞の形成と維持に必須(プラナリア)であるという極めて重要な知見が得られた。一方、これらと密接に関連しているmRNAの局在化とカップリングした翻訳制御機構の理解も生化学的及び個体レベルの解析を通して進んだ。

Research Products

• [Journal Article] Conformation preserved in a weak-to-strong or strong-to-weak [PSI^+] conversion during transmission to Sup35 prion variants. (2006)
  • Author(s): Crist, C.G., Kurahashi, H., Nakayashiki, T., Nakamura, Y.
  • Journal Title: Biochimie (in press)
• [Journal Article] Ribosomal protein L11 mutations in two functional domains equally affect release factor 1 and 2 activity. (2006)
  • Author(s): Sato, H., Ito K., Nakamura, Y.
  • Journal Title: Mol.Microbiol. 60 Pages: 108-120
• [Journal Article] Selection of RNA aptamers against recombinant transforming growth factor-beta type III receptor displayed on cell surface. (2006)
  • Author(s): Ohuchi, S.P., Ohtsu, T., Nakamura, Y.
  • Journal Title: Biochimie (in press)
• [Journal Article] Acquisition of the wobble modification in mitochondrial tRNALeu(CUN) bearing the G12300A mutation suppresses the MELAS molecular defect (2006)
  • Author(s): Y.Kirino, T.Yasukawa, S.K.Marjavaara, H.T.Jacobs, I.J.Holt, K.Watanabe, T.Suzuki
  • Journal Title: Human Mol.Genet. 15 Pages: 897-904
• [Journal Article] Temperature-dependent biosynthesis of Thermus thermophilus tRNA (2006)
  • Author(s): N.Shigi, T.Suzuki, T.Terada, M.Shirouzu, S.Yokoyama, K.Watanabe
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 281 Pages: 2104-2113
• [Journal Article] Protein tagging at rare codons is caused by tmRNA action at the 3' end of nonstop mRNA generated in response to ribosome stalling. (2006)
  • Author(s): Li, X., Hirano, K., Tagami, H., Aiba, H.
  • Journal Title: RNA 12 Pages: 248-255
• [Journal Article] Translational repression is sufficient for gene silencing by bacterial small non-coding RNAs in the absence of mRNA destruction. (2006)
  • Author(s): Morita, T., Mochizuki, Y., Aiba, H.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press)
• [Journal Article] In vitro pre-miRNA processing assays using Drosophila S2 cell lysates. (2006)
  • Author(s): Ishizuka, A., Saito K., Siomi, MC., Siomi, H.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology 342(in press)
• [Journal Article] In vitro target RNA cleavage assays using recombinant Argonaute proteins. (2006)
  • Author(s): Miyoshi, K., Siomi, H., Siomi, MC.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology (in press)
• [Journal Article] Characterization of a counterpart to Mammalian ornithine decarboxylase antizyme in prokaryotes. (2006)
  • Author(s): Yamaguchi Y., Takatsuka Y., Matsufuji, S., Murakami, Y., Kamio, Y.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 281 Pages: 3995-4001
• [Journal Article] Crystal structures of tyrosyl-tRNA synthetases from Archaea (2006)
  • Author(s): Kuratani, M., Sakai, H., Takahashi, M., Yanagisawa, T., Kobayashi, T., Murayama, K., Chen, L., Liu, ZJ., Wang, BC., Kuroishi, C., Kuramitsu, S., Terada, T., Bessho, Y., Shirouzu, M., Sekine, SI., Yokoyama, S.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 355 Pages: 395-408
• [Journal Article] RNA科学概論 (2006)
  • Author(s): 中村義一
  • Journal Title: 遺伝子医学MOOK「RNAと創薬」(中村義一 監修)(メティカルドゥ) Pages: 23-30
• [Journal Article] RNA抗体としてのポテンシャル (2006)
  • Author(s): 中村義一
  • Journal Title: 遺伝子医学MOOK「RNAと創薬」(中村義一 監修)(メティカルドゥ) Pages: 39-46
• [Journal Article] 翻訳開始因子(e1F)の異常による癌化と創薬 (2006)
  • Author(s): 望月潔隆, 小黒明広, 中村義一
  • Journal Title: 遺伝子医学MOOK「RNAと創薬」(中村義一 監修)(メティカルドゥ) Pages: 195-201
• [Journal Article] NMR structures of double loops of an RNA aptamer against mammalian initiation factor 4A. (2005)
  • Author(s): Sakamoto, T., Oguro, A., Kawai, G., Sonenberg, N., Ohtsu.T., Nakamura.Y.
  • Journal Title: Nucl.Acids Res. 33 Pages: 745-754
• [Journal Article] High affinity RNA for mammalian initiation factor 4E interferes with mRNA-cap binding and inhibits translation. (2005)
  • Author(s): Mochizuki K., Oguro A., Ohtsu, T., Sonenberg, N., Nakamura, Y.
  • Journal Title: RNA 11 Pages: 77-89
• [Journal Article] A novel method to generate aptamers against recombinant targets displayed on the cell surface. (2005)
  • Author(s): Ohuchi, S.P., Ohtsu, T., Nakamura, Y.
  • Journal Title: Nucl.Acids Symp.Series 49 Pages: 351-352
• [Journal Article] Dual-mode recognition of noncanonical tRNAsSer by seryl-tRNA synthetase in mammalian mitochondria (2005)
  • Author(s): S.Chimnaronk, M.G.Jeppesen, T.Suzuki, J.Nyborg, K.Watanabe
  • Journal Title: EMBO J. 24 Pages: 3369-3379
• [Journal Article] Wobble modification deficiency in mutant tRNAs in patients with mitochondrial diseases (2005)
  • Author(s): T.Yasukawa, Y.Kirino, N.Ishii, I.J.Holt, H.T.Jacobs, T.Makifuchi, N.Fukuhara, S.Ohta, T.Suzuki, K.Watanabe
  • Journal Title: FEBS Letters 579 Pages: 2948-2952
• [Journal Article] Unusual usage of wobble modifications in mitochondrial tRNAs of the nematode Ascaris suum (2005)
  • Author(s): M.Sakurai, T.Ohtsuki, T.Suzuki, K.Watanabe
  • Journal Title: FEBS Letters 579 Pages: 2767-2772
• [Journal Article] A unique tRNA recognition mechanism of Caenorhabditis elegans mitochondrial EF-Tu2 (2005)
  • Author(s): T.Suematsu, A.Sato, M.Sakurai, K.Watanabe, T.Ohtsuki
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 33 Pages: 4683-4691
• [Journal Article] Modification at position 9 with 1-methyladenosine is crucial for structure and function of nematode mitochondrial tRNAs lacking the entire T-arm (2005)
  • Author(s): M.Sakurai, T.Ohtsuki, K.Watanabe
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 33 Pages: 1653-1661
• [Journal Article] Mitochondria-specific _RNA-modifying enzymes responsible for the biosynthesis of the wobble base in mitochondrial tRNAs (2005)
  • Author(s): N.Umeda T.Suzuki, M.Yukawa, Y.Ohya, H.Shindo, K.Watanabe, T.Suzuki
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 1613-1624
• [Journal Article] Implication of membrane localization of target mRNA in the action of a small RNA : mechanism of post-transcriptional regulation of glucose transporter in Escherichia coli. (2005)
  • Author(s): Kawamoto, H., Morita, T., Shimizu, A., Inada, T., Aiba, H.
  • Journal Title: Genes Dev. 19 Pages: 328-338
• [Journal Article] Translation of aberrant mRNAs lacking a termination codon or with a shortened 3'-UTR is repressed after initiation in yeast. (2005)
  • Author(s): Inada, T., Aiba, H.
  • Journal Title: EMBO J. 24 Pages: 1584-1595
• [Journal Article] RNase E-based ribonucleoprotein complexes : mechanical basis of mRNA destabilization mediated by bacterial noncoding RNAs. (2005)
  • Author(s): Morita, T., Maki, K., Aiba, H.
  • Journal Title: Genes Dev. 19 Pages: 2176-2186
• [Journal Article] Processing of pre-microRNAs by the Dicer-1-Loquacious complex in Drosophila cells. (2005)
  • Author(s): Saito, K., Ishizuka A., Siomi, H., Siomi, MC.
  • Journal Title: PLoS Biology 3 Pages: 235
• [Journal Article] A potential-link between transgene silencing an poly(A) tail. (2005)
  • Author(s): Siomi, MC., Tsukumo, H., Ishizuka A., Nagami, T., Siomi, H.
  • Journal Title: RNA 11 Pages: 1004-1011
• [Journal Article] Slicer function of Drosophila Argonautes and its involvement in RISC formation. (2005)
  • Author(s): Miyoshi, K., Tsukumo, H., Nagami, T., Siomi, H., Siomi, MC.
  • Journal Title: Genes Dev. 19 Pages: 2837-2848
• [Journal Article] Identification of components of RNAi pathways using the Tandem Affinity Purification (TAP) method. (2005)
  • Author(s): Siomi, MC., Siomi, H.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology 309 Pages: 1-9
• [Journal Article] Crystal structure of the tRNA 3' processing endoribonuclease tRNase Z from Thermotoga maritime (2005)
  • Author(s): Ishii, R., Minagawa, A., Takaku, H., Takagi, M., Nashimoto, M., Yokoyama, S.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 14138-14144
• [Journal Article] Structural basis for non-cognate amino acid discrimination by the valyl-tRNA synthetase editing domain (2005)
  • Author(s): Fukunaga, R., Yokoyama, S.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 29937-29945
• [Journal Article] Interaction of Era with the 30S ribosomal subunit : Implications for 30S subunit assembly (2005)
  • Author(s): Sharma, M.R., Barat, C., Wilson, D.N., Booth, T.M., Kawazoe, M., Hori-Takemoto, C., Shirouzu, M., Yokoyama, S., Fucini, P., Agrawal, R.K.
  • Journal Title: Mol.Cell 18 Pages: 319-329
• [Journal Article] Aminoacylation complex structures of leucyl-tRNA synthetase and tRNALeu reveal two modes of discriminator-base recognition (2005)
  • Author(s): Fukunaga, R., Yokoyama, S.
  • Journal Title: Nat.Struct.Mol.Biol. 12 Pages: 915-922
• [Journal Article] The crystal structure of leucyl-tRNA synthetase complexed with tRNALeu in the post-transfer-editing conformation (2005)
  • Author(s): Tukalo, M., Yaremchuk, A., Fukunaga, R., Yokoyama, S., Cusack, S.
  • Journal Title: Nat.Struct.Mol.Biol. 12 Pages: 923-930
• [Journal Article] Crystal structure of the N-terminal RecA-like domain of a DEAD-box RNA helicase, the Dugesia japonica vasa-like gene B (DjVLGB) protein (2005)
  • Author(s): Kurimoto, K., Muto, Y., Obayashi, N., Terada, T., Shirouzu, M., Yabuki, T., Aoki, M., Seki, E., Matsuda, T., Kigawa, T., Okumura, H., Tanaka, A., Shibata, N., Kashikawa, M., Kiyokazu, A., Yokoyama, S.
  • Journal Title: J.Struct.Biol. 150 Pages: 58-68
• [Journal Article] Crystal structure of the RNA 2'-phosphotransferase from Aeropyrum pemix K1 (2005)
  • Author(s): Kato-Murayama, M., Bessho, Y., Shirouzu, M., Yokoyama, S.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 348 Pages: 295-305
• [Journal Article] Crystal structure of tRNA adenosine deaminase (TadA) from Aquifex aeolicus (2005)
  • Author(s): Kuratani, M., Ishii, R., Bessho, Y., Fukunaga, R., Sengoku, T., Shirouzu, M., Sekine, SI., Yokoyama, S.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 280 Pages: 16002-16008
• [Journal Article] 人工的な機能性核酸分子の創出 (2005)
  • Author(s): 大内将司, 中村義一
  • Journal Title: 臨床化学 34 Pages: 197-204
• [Journal Article] RNA入門 (2005)
  • Author(s): 中村義一
  • Journal Title: RNA工学の最前線(中村義一・大内将司 監修)(シーエムシー出版) Pages: 1-6
• [Journal Article] Structural basis for RNA unwinding by the DEAD-box protein Drosophila Vasa
  • Author(s): Sengoku, T., Nureki, O., Nakamura, A., Kobayashi, S., Yokoyama, S.
  • Journal Title: Cell (in press)