2017 Fiscal Year Annual Research Report
ｔＲＮＡ擬態タンパク質による例外的遺伝暗号認識解読機構の解明
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16H04760
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊藤 耕一 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (10262073)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | リボソーム / 翻訳制御 / 品質管理 / 遺伝暗号 / 分子擬態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、例外的遺伝暗号解読に関わるtRNA擬態タンパク質について、真核生物(古細菌)と真正細菌という異なる生物ドメイン間での比較解析という複眼的視点による研究実施体制により、【１】tRNA擬態タンパク質が停滞リボソームをどのような分子機構で認識するのか、【２】巨大分子複合体であるリボソームのいずれの基本機能構造領域がその分子機構に関わるのか、【３】リボソーム停滞の分子機構とmRNAシグナルの全体像等、基礎生物学根幹の謎解明を目的とする研究計画をしている。本年度は、昨年度を継承し、計画全体の基本システム構築（遺伝学、生化学）の継続と運用、パイロットラウンド実験からの知見検証を行った。
特に、前年度成果として論文公表を行った、翻訳Gタンパク質ホモログであり、mRNA品質管理機構を制御することが知られている出芽酵母Ski7 pタンパク質のN末端領域に初めて見いだされた機能欠損点変異について一段と掘り下げた解析を行った。この領域は、エキソソーム複合体との相互作用を媒介しリボソームへのリクルートさせる機能領域であることが予想されていたが、これまで機能欠損につながるアミノ酸側鎖情報が得られていなかった。今回、２０通りのアミノ酸に置換したSki7変異体遺伝子を構築し、mRNA品質管理機構への影響を検証した。同時に他グループから報告のあった、Ski7p-エキソソーム複合体の部分高次構造情報における同残基部位の情報と合わせ、この残基がSki7 pとエキソソーム複合体との疎水性相互作用領域に形成されたピット構造に適合するための重要残基であることが明瞭になった。また、tRNA擬態タンパク質複合体であるHbs1p-Dom34p複合体とリボソームとの作用機構を解明する目的で構築した新規なリボソーム停滞評価アッセイ系を用いたリボソーム変異のパイロット選択実験を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画全体の推進に関わる基本的な分子遺伝学的変異分離および活性測定系の構築が概ね完了した。これらの系を用いて、パイロット検証やその結果集積に基づく網羅解析にが進行している。また、密接に関連する共同研究成果の論文公表も行い、また、現在論文として取りまとめたものを投稿中である。これらのことから概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画の項目別に以下の研究を推進する。
【１】網羅的解析から得られた、各tRNA擬態分子複合体とリボソームおよび関連因子との機能相互作用部位情報などから構築したドッキングモデルを基した機能モデルの検証を進める。また、バクテリアシステムとの比較解析を行う。
【２】上記研究の進行を踏まえつつ、リボソーム機能領域のin vivo機能解析をさらに進める。また、精製リボソームを用いた解析に進める。
【３】昨年度までに停滞要因となるシグナル配列とその生理的意義に関して得られた知見をより詳細に解析した結果を論文投稿中であり、並行してこの知見を深める検証実験を進める。
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