2021 Fiscal Year Research-status Report
新規癌遺伝子５ＭＰ１によるｎｏｎ－ＡＵＧ翻訳制御の生物学的役割に関する研究
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18K19963
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
浅野 桂 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 特任教授 (80838962)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 翻訳リコーディング / 翻訳制御 / アデノ随伴ウィルス / non-AUG開始コドン / 翻訳メカニズム / ゲノム翻訳マップ / 翻訳制御タンパク質５M P / 反復配列依存性non-AUG(RAN)翻訳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経疾患の原因となるrepeat依存性non-AUG翻訳が5MPの新たな標的となることをミシガン大・Peter Todd研究室、熊本大学発生研・中村輝教授の研究協力を得て見出し、その成果をCell Reports誌に発表した。
Non-AUG開始コドンの一種であるCUG,GUG,UUGコドンの第２位のUを化学修飾によりシュードウリジンに置換することで、開始頻度を飛躍的に増加させることを京都大学iPS研究所の齋藤博英教授の研究協力を得て見出し、その分子メカニズムを立命館大学の冨樫祐一教授による分子動態解析によって明らかにした。その成果をScience Advances誌に発表した。
Ribosome profilingの専門家であるコーネル大・Shu-bing Qian研究室、ならびにUniversity College Cork(アイルランド)・Paval Baranov研究室よりErica Xu、Martina Yordonova博士をそれぞれ年２ヶ月のクロスアポイントにより特任助教に迎え(令和４年度までの契約)、同手法の導入に着手し、実際に癌細胞サンプルなどから次世代配列決定用ライブラリーを作成した。その配列を東京大学新領域研究科・鈴木穣研究室の研究協力を得て決定した。
アデノ随伴ウィルス（AAV2）Repへリカーゼと5MP1並びにその変異体との相互作用をBiolayer Interferometory法により測定し、5MP1並びにRepへリカーゼそれぞれの相互作用部位を決定した。FLAG-tagged 5MP1プラスミドとAAV2ベクターをco-transfectionした細胞より、FLAG-affinity chromatographyによって５M Pタンパク複合体を精製した。その相互作用を現在、質量分析により熊本大学発生研・中村輝教授の施設において解析中である。
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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
広島大学を拠点に、日本ならびにアメリカ、アイルランドの８研究室との広範な研究協力ネットワークによって、５M Pの翻訳制御をゲノムワイドに探求する様々な実験系を構築し、成果が現れ始めた。データサイエンス、ならびに分子動態解析による翻訳マシーンの解析など、コンピューターを用いた手法も導入が進み、研究が加速し始めた。
前年度に続き、令和３年度も世界がコロナ禍に苦しめられた時期と重なってしまい、研究代表者自身、日本への帰国を含む第２の研究根拠地があるアメリカとの往復は容易ではなかった。海外から特任助教を招聘したが、入国できず、リモートワークによって実験せざるを得なかった。そのこと等からくる技術導入の遅れにより、研究資金を次年度使用するに至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
生物学的な実験を進めながら、本研究にユニークなデータサイエンス手法であるribosome profiling（ribo-seq）法の導入を進める。具体的にはRibo-seq DNA libraryの作成方法、ならびにこれによって得られた配列情報のコンピュータ解析方法を確立する。そのための研究員の雇用、reagentならびに解析に必要なコンピュータの購入を進める。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍より、研究代表者が広島に入れたのは令和２年の８月末であったため、研究の開始が遅れた。研究員のリクルート活動も旅行の制限や学会の中止、オンライン化などにより困難に直面し、研究員の雇用も遅れた。これらの理由により、次年度使用が生じたが、遅れを取り戻すために研究員を増員して対応したい。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Translational recoding by chemical modification of non-AUG start codon ribonucleotide bases2022
Author(s)
50.Yoshihiko Fujita, Takeru Kameda, Chingakham Ranjit Singh, Whitney Pepper, Ariana Cecil, Madelyn Hilgers, Mackenzie Thornton, Izumi Asano, Carter Moravek, Yuichi Togashi, Hirohide Saito, and Katsura Asano
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Journal Title
Science Advances
Volume: 8
Pages: eabm8501
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Human oncoprotein 5MP suppresses general and repeat-associated non-AUG translation via eIF3 by a common mechanism2021
Author(s)
49.Chingakham Ranjit Singh, Marry Rebecca Glineburg, Chelsea Moore, Naoki Tani, Rahul Jaiswal, Ye Zou, Eric Aube, Sarah Gillaspie, Mackenzie Thornton, Ariana Cecil, Madelyn Hilgers, Azuma Takasu, Izumi Asano, Masayo Asano, Carlos R. Escalante, Akira Nakamura, Peter K. Todd, and Katsura Asano
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 36
Pages: 103976
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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