2023 Fiscal Year Annual Research Report
普遍的リボヌクレアーゼを介した新規バイオフィルム形成制御機構の解明
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20K21266
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小川 哲弘 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (40323480)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Keywords | リボソーム / リボヌクレアーゼ / 一分子イメージング / 翻訳異常 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、一分子イメージングによるリボソームとRNase Iとの相互作用の測定を行った。mRNAには、リボソームを停止させる配列を挿入した。この停止は一過的であり、一定時間が経過すると、リボソームが翻訳を再開する。これにより、試験管内で「翻訳停止リボソーム」と「翻訳中リボソーム」の両方を観察することが出来る。
ここでは、それぞれの分子を蛍光標識する必要があるが、この条件検討に多くの時間を要した。その結果、mRNA上には、短鎖ペプチド抗体の抗原をコードする配列を連続的に配置することとした。抗原が翻訳された場合、試験管内に添加した、蛍光標識した短鎖ペプチド抗体が結合することで、翻訳が進行していることが分かる。また、mRNAの5’末端に翻訳停止配列を挿入した。mRNAの3’末端に相補的な蛍光標識オリゴヌクレオチドを添加し、これがmRNAと結合することで、mRNAを可視化した。これらに、蛍光標識したRNase Iを添加した後、翻訳を開始させた。その結果、リボソームが翻訳停止配列上に存在する際にRNase Iがリボソームに結合し、翻訳が再開されるとRNase Iがリボソームから離れる様子が一分子レベルで観察された。
mRNAが途中で切断などを受けることで停止コドンを失うと、リボソームはmRNAに結合した状態で立ち往生する。この状態を解消するためのシステムとして、trans-translationが存在する。このシステムにより、リボソームは各サブユニットに解離し、mRNA上から離れるが、クライオ電子顕微鏡、および生化学的実験から、RNase Iはtrans-translationにより解離した各サブユニット内のrRNAを分解することが分かった。
以上から、RNase Iは翻訳を停止しているリボソームと結合することで、活性が阻害されるという当初の仮説が実証された。
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[Journal Article] Relationship Between Domain and Function of the Yeast RNase T2, Rny1p, Which Mediates rRNA Degradation upon Starvation2023
Author(s)
Minami A, Nishi K, Yamada R, Jinnai G, Shima H, Oishi S, Akagawa H, Aono T, Hidaka M, Masaki H, Kuzuyama T, Noda Y, Ogawa T
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Journal Title
bioRxiv
Volume: －
Pages: －
DOI
Open Access
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[Presentation] Relationship between domain and function of the yeast RNase T2, Rny1p, which mediates rRNA degradation upon starvation2023
Author(s)
Atsushi Minami, Kohei Nishi, Rikusui Yamada, Gai Jinnai, Hikari Shima, Sakiko Ohishi, Hirofumi Akagawa, Toshihiro Aono, Tomohisa Kuzuyama, Yoichi Noda, Tetsuhiro Ogawa
Organizer
EMBL Conference Protein synthesis and translational control
Int'l Joint Research
