2017 Fiscal Year Annual Research Report

HCV IRESによるリボソーム・ハイジャックの分子機構

Research Project

Project/Area Number	16H04756
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	伊藤拓宏国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (70401164)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	ウイルス / 生体分子 / 電子顕微鏡 / 翻訳 / 翻訳開始
Outline of Annual Research Achievements	前年度までに確立した精製したヒト由来因子によって再構成した試験管内翻訳システムの大量反応系を用いて、クライオ電子顕微鏡を用いた立体構造解析のための試料を調製した。100 uLから200 uLの試験管内翻訳反応液で電子顕微鏡による測定に十分な試料を調製できることを見出した。クライオ電子顕微鏡法を用いてヒトリボソームとHCV IRESのハイジャック後複合体について、3.9Åの分解能で構造決定した。また、ヒトリボソームとHCV IRESのハイジャック前複合体についても試料の調製と電子顕微鏡による測定に成功し、3.9Åの分解能で立体構造を決定した。これらのハイジャック前複合体とハイジャック後複合体の考察により、HCV IRESによる宿主翻訳機構の乗っ取りメカニズムについて新しい説を提唱することが可能になった。この説を更に検証するために、生物物理学的な手法により翻訳イベントの順序を解析することを目指し、ヒト40SサブユニットのRPS25リボソームタンパク質に特異的に蛍光ラベルする手法を確立した。 HCV IRESによる翻訳開始と競合して翻訳開始に機能する翻訳開始因子eIF4Aについて、翻訳阻害剤RocAと連続プリン配列、ATPアナログの4者複合体の結晶構造解析に成功した。本結晶構造によりRocAの翻訳阻害メカニズムの詳細を明らかにすることができた。さらに本研究で確立したヒト由来試験管内翻訳システムを用いて、その機能解析をすすめ、eIF4AにおけるRocAの感受性の鍵となる残基を検証した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 目的としていた標的の構造解析にすでに成功しており、ほぼ計画通りに進行しているため。
Strategy for Future Research Activity	ハイジャック後複合体とハイジャック前複合体について、さらなる考察を進める。生物物理学的手法を用いて、HCV IRESのハイジャックに関する翻訳イベントの順序の解析を進める。これまでの成果を原著論文として発表することを目指す。