Mechanisms and physiological functions of protein diversity production during translation that expand genetic information

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19206
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Miura Masayuki 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (50202338)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 翻訳 / コロナウイルス / フレームシフト / eEF2 / ジフタミド修飾 / ショウジョウバエ

Outline of Final Research Achievements

Diphthamide modification is an unique chemical modification made only to all eukaryotic translation elongation factor eEF2. Yeast diphthamide-modification mutants show reduced translation fidelity and increased frequency of -1 frameshift translation, but the regulatory mechanism and physiological significance in multicellular organisms remain unclear. As a method for detecting -1 frameshifts in vivo, we generated a reporter in which a -1 frameshift sequence (FSE) taken from SARS-Cov-2 is flanked by two different fluorescent proteins. This reporter revealed tissue- and sex-dependent differences in -1 frameshifts in Drosophila.

Free Research Field

発生遺伝学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

翻訳の多様性を示す現象に、一つのmRNAからポリプロテインを産生する現象がある。様々なウイルスはフレームシフトによって読み枠を変えることで産生するタンパク質の種類を増やすことが知られているが、コロナウイルスゲノムRNAはその塩基配列に-1 フレームシフトを可能にする情報が含まれている。-1フレームシフト翻訳に関わるeEF2ジフタミド化の多細胞生物における生理機能とその調節が明らかになることで、翻訳による遺伝子多様性発現や、翻訳の正確性を決める新たな仕組みが明らかになることが期待される。