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2005 Fiscal Year Annual Research Report

リボソームによるmRNA切断:分子機構と生理的意義

Research Project

Project/Area Number 16657050
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

饗場 弘二  名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20025662)

KeywordstmRNA / トランス翻訳 / mRNA切断 / nonstop mRNA / リボソーム / 翻訳サーベイランス / リボソームの停滞 / レアコドン
Research Abstract

バクテリアのtmRNAはtRNAとmRNAの両方の機能を持つユニークな低分子RNAで、トランス翻訳において中心的な役割を果たしている。トランス翻訳モデルは、モデル遺伝子の解析から提唱され、その機構のユニークさから多くの注目を浴びている。
これまでにモデル遺伝子を用いた解析より、終止コドンがトランス翻訳の新たな標的であること、この終止コドンにおけるトランス翻訳機構の解析を行なった結果、新生ポリペプチド鎖のC末端アミノ酸配列が決定因子であること、C末端アミノ酸配列はRFによる翻訳終結反応を阻害していること、終止コドンの種類に依存しないことなどを明らかにした。さらに解析を進めた結果、終止コドンにおけるトランス翻訳は、終止コドンの位置でリボソームが停滞した結果、mRNAの切断が起こり、nonstop mRNAの3'末端が産生されたためであることを明らかにしてきた。
従来から連続するアルギニンのレアコドンで翻訳伸長中のリボソームが停滞した場合に、トランス翻訳が起こることが知られている。このトランス翻訳は、正常なmRNA上のレアコドンで停滞したリボソームのA-siteにtmRNAが作用する結果と考えられてきた。すなわち、nonstop mRNAの3'末端以外におけるトランス翻訳の例とされてきた。今回、レアコドンにおけるトランス翻訳も、停滞したリボソームに応答してmRNAの切断が誘起され、生じたnonstop mRNAにtmRNAが作用する結果であることを証明した。本研究結果は、リボソームの停滞は、一般にmRNAの切断とトランス翻訳を引き起こすこと、nonstop mRNAの3'末端がおそらく普遍的唯一のtmRNAの作用点であることを示している。
本研究結果は『翻訳サーベイランス機構』を利用した遺伝子発現制御機構や、真核生物における『翻訳サーベイランス機構』の探索などにもつながることが期待される。

  • Research Products

    (5 results)

All 2006 2005

All Journal Article (5 results)

  • [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, R., 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] 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

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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