Deciphering the Wobble Hypothesis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19363
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: TANAKA Motomasa 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40321781)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 翻訳 / リボソーム / tRNA / コドン

Outline of Final Research Achievements

In order to gain insights into wobble bases in mRNA translation, we have developed a novel simultaneous mRNA/tRNA ribosome profiling technique, This analytical method has allowed us to precisely analyze mRNA translation at single nucleotide resolution. We have applied this technique to a model mouse for neurodevelopmental diseases in which ribosome-associated quality control is dysregulated by lack of Ltn1, an E3 ligase. We found that in the Ltn1-deficneint brains the process of translation initiation is significantly compromised, which in turn impaired dendritic outgrowth and thereby led to manifestation of neurodevelopmental phenotypes.

Free Research Field

構造神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

DNAの遺伝情報がmRNAに転写されたあとに、どのようにしてリボソームがその遺伝情報をデコードし、タンパク質の合成に変換しているかを理解することは、あらゆる生命現象の根源に関わる。本研究で新たに開発する翻訳解析技術とバイオインフォマティクス解析手法は、疾患モデルの動物や細胞のおける翻訳解析に応用が可能であり、その疾患の病態解明や新たな治療法の開発につながる可能性がある。特に、どのような頻度、量の揺らぎ塩基が翻訳中のリボソームに取り込まれるかを明らかにすることは、翻訳過程の深い理解につながる。