トランス翻訳の分子機構と生理機能

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23380045
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Field: Applied microbiology
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: 武藤 あきら 弘前大学, 農学生命科学部, 研究員 (80034635)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 姫野 俵太 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (80208785)
• Keywords: tmRNA / SmpB / translation / tRNA / mRNA / ribosome / SerS / bacteria

Research Abstract

本研究は細菌におけるトランス翻訳機構の(1)分子機構の詳細と、(2)新しい生理機能の解明を目的としている。
(1)については、これまで開発してきた純粋成分だけによる試験管内トランス翻訳系で反応の各ステップでの中間体を、反応因子やステップ特異的な抗生物質を用いて単離し、化学修飾法、hydroxyladicalprobing法などで各要素の結合様式・位置を決定を行った。特に今年度はpeptide-transfer以後のtranslocation前後のtmRNAとSmpBの位置決定を試み、その間の両者とリボソームとの相互作用の実態とその動きを明らかにしようとして一定の結果を得ている。またこれまでに蓄積のあるtmRNAとSmpBの各種変異体を使って各ステップの活性を測定した。
(2)については、我々が単離した枯草菌のtmRNA依存性温度感受性株(SerSの変異でtmRNA存在下でのみ増殖が阻害される :従来のトランス翻訳の働きでは説明がつかない)の解析を通して原因究明を行うことにより新しい機能解明につなげようとしている。本年度はこの変異株から回復株(高温での増殖が回復する)を多数単離し、それらの変異を(1)tmRNA遺伝子、(2)SerS遺伝子、および(3)それ以外の部位の変異に分類した。それらのうち(3)のintergenic suppressor変異に焦点をしぼり、transformationの手法を用いてその変異部位(遺伝子)の特定を行っているが、未だ結果は出ていない。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

分子機構の解明についてほほぼ計画通りの進展であるが、新しい機能については、回復株の遺伝子解析が手間取っているため、未だその解明の手がかりが得られていない。

Strategy for Future Research Activity

(1)本年度の継続
(2)特に回復株(revertant)の遺伝子の特定に集中する。

Research Products

• [Journal Article] tRNADB-CE 2011 : tRNA gene database curated manually by experts (2011)
  • Author(s): Abe, T., Ikemura, T., Sugahara, J., Kanai, A., Ohara, Y., Uehara, M., Kinouchi, M., Kanaya, S., Yamada, Y., Muto. A., Inokuchi, H.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 39 Pages: 210-213
  • DOI: 10.1093/nar/gkn692
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] tRNA/mRNA mimicry by tmRNA and SmpB in trans-translation (2011)
  • Author(s): Kurita, D., Muto, A., Himeno, H.
  • Journal Title: Journal of Nucleic Acid Volume: 2011 Pages: 1-9
  • DOI: 10.4061/2011/130581
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RsgA releases RbfA from 30S ribosomal subunit during a late stage of ribosome biosynthesis (2011)
  • Author(s): Goto, S., Kato, S., Kimura, T., Muto, A., Himeno, H.
  • Journal Title: EMBO Journal Volume: 30 Pages: 104-114
  • DOI: 10.1038/emboj.2010.291
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 大腸菌リボソーム小サブユニット依存GTP加水分解酵素RsgAの機能 (2012)
  • Author(s): 後藤史門、長谷要一、樽澤武房、菊地岳志、武藤あきら、姫野俵太
  • Organizer: 第1回リボソームミーティング
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 20120300
• [Presentation] A GTPase dissociates a ribosome binding factor from the 30S subunit of the ribosome during a late stage of the bacterial ribosome biogenesis (2011)
  • Author(s): 後藤史門, 武藤あきら, 姫野俵太
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20111200
• [Presentation] Molecular mechanism of trans-translation mediated by tmRNA/SmpB (2011)
  • Author(s): Himeno, H., Kurita, D., Muto, A.
  • Organizer: IUMS2011 (Internal Union of Microbiological Society 2011 Congress)
  • Place of Presentation: Sapporo
  • Year and Date: 20110900
• [Presentation] 大腸菌におけるリボソーム関連因子欠損株による塩ストレス耐性の獲得 (2011)
  • Author(s): 樽澤武房、長谷要一、武藤あきら、姫野俵太
  • Organizer: 第5回に本ゲノム微生物学会若手の会
  • Place of Presentation: 御殿場
  • Year and Date: 20110900
• [Presentation] A GTPase dissociates a ribosome binding factor from the 30S subunit during a late stage of the bacterial ribosome biosynthesis (2011)
  • Author(s): Goto, S., Muto, A., Himeno, H.
  • Organizer: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 20110600
• [Presentation] Molecular mechanism of the early stages of trans-translation by tmRNA/SmpB (2011)
  • Author(s): Kurita, D., Hattori, Y., Muto, A., Himeno, H.
  • Organizer: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 20110600
• [Presentation] Loss of integrity of the ribosome confers salt resistance on Escherichia coli cells (2011)
  • Author(s): Tarusawa, T., Hase Y., Goto, S., Muto, A., Himeno, H.
  • Organizer: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 20110600
• [Presentation] tRNADB-CE 2011 : tRNA gene database curated manually by experts (2011)
  • Author(s): Abe, T., Ikemura, T., Sugahara, J., Kanai, A., Ohara, Y., Uehara, M., Kinouchi, M., Kanaya, S., Yamada, Y., Muto, A., Inokuchi, H
  • Organizer: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 20110600
• [Book] Advances in Genetics Research-Vol.6 (2011)
  • Author(s): Himeno, H., Kurita, D., Muto, A.
  • Total Pages: 43
  • Publisher: Nova Science Publishers Inc.