investigation of a novel translational regulatory mechanism based on tRNA usage

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05954
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Nagao Asuteka 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (30588017)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: タンパク質合成 / tRNA / 遺伝子発現

Outline of Final Research Achievements

In this study, to understand the frequency with which each isodecoder tRNA reads its corresponding codon during protein synthesis, i.e., tRNA usage, we successfully established a method to analyze peptidyl-tRNAs during translation elongation in cells and cell-free translation systems and measured the tRNA usages for each codon. The results showed that the tRNA usages did not correlate with the relative abundance of each tRNA in tRNA pool and varied depending on the codon species. These findings indicate a mechanism of translation regulation based on the tRNA usage.

Free Research Field

分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、細胞内のtRNAのバランスが翻訳効率や速度に関わっており、最終的なタンパク質の産生量やフォールディングに影響を及ぼすことが分かってきた。しかし、これまで各tRNAがコドンを読む実際の頻度などについては調べられていない。このような状況で、本研究によって構築された翻訳中ペプチジルtRNAの解析方法や、得られたtRNA頻度の実態は上述のメカニズムの理解に貢献するものであり、その成果はこれからのタンパク質合成研究において新たな方法論と知見を提供するものであると考えている。また、今回の成果は、tRNA修飾の役割や遺伝子構築の進化を理解する研究においても今後展開が期待できるものである。