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新規阻害剤を用いた巨大ATPaseミダシンによるリボソーム生合成の制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 15J09028
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical biology
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 青井 勇樹  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsリボソーム / 化学遺伝学 / オーキシンデグロン / リボソーム生合成 / 阻害剤 / ミダシン / ATPase
Outline of Annual Research Achievements

本年度では、動的なリボソーム生合成の仕組みを高い時間分解能で解析するための化学遺伝学的な手法を学ぶため、米国ノースウェスタン大学のAli Shilatifard教授の研究室に客員研究員として約1年間参加した。
高等動物において、RNAポリメラーゼII(Pol II)によるRNAの転写伸長はプロモーター近傍で一時停止する。この転写伸長の停止と解除は数分のオーダーで起きる動的な生命現象である。Pol IIに結合するPAF1タンパク質複合体は、この転写伸長の停止と解除の制御に関わる。しかしこれまでに、PAF1が転写伸長を停止させる、または転写伸長の停止を解除するという相反する結果が報告されている。これらの結論は、RNAiノックダウン法によるPAF1タンパク質の除去後の実験結果に基づく。ノックダウン法の欠点は、PAF1を細胞内から除去するのに数日を要し、その間に生じる二次的な影響を排除できない点にある。そこで、標的タンパク質を数時間のうちに細胞内から除去することが可能なオーキシンデグロン法を用いて、PAF1の機能を直接的に解析できるのかを検討した。
ライスTIR1を恒常的に発現するヒトがん細胞DLD1において、Cas9を用いてPAF1遺伝子のC末端にAIDタグをホモに挿入した。このPAF1-AID細胞株を低分子化合物オーキシンで1時間処理したところ、90%以上のPAF1-AIDタンパク質が細胞内から除去された。この実験系を用いて、転写伸長の様子をPol II ChIP-seqにより観察したところ、オーキシンを添加して1時間後に、転写伸長の停止がゲノムワイドに解除されることがわかった。この結果は、PAF1複合体が直接的にプロモーター近傍での転写伸長を停止させることを示す。以上の結果を含む研究成果をScience誌に発表した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research Journal Article Presentation

  • [Int'l Joint Research] ノースウェスタン大学(アメリカ)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ロックフェラー大学(アメリカ)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ロックフェラー大学(アメリカ)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] PAF1 regulation of promoter-proximal pause release via enhancer activation2017

    • Author(s)
      Chen Fei Xavier、Xie Peng、Collings Clayton K.、Cao Kaixiang、Aoi Yuki、Marshall Stacy A.、Rendleman Emily J.、Ugarenko Michal、Ozark Patrick A.、Zhang Anda、Shiekhattar Ramin、Smith Edwin R.、Zhang Michael Q.、Shilatifard Ali
    • Journal Title

      Science

      Volume: 357 Pages: 1294-1298

    • DOI

      10.1126/science.aan3269

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthetic chromatin acylation by artificial catalyst system.2017

    • Author(s)
      Ishiguro Tadashi、Amamoto Yoshifumi、Tanabe Kana、Liu Jiaan、Kajino Hidetoshi、Fujimura Akiko、Aoi Yuki、Osakabe Akihisa、Horikoshi Naoki、Kurumizaka Hitoshi、Yamatsugu Kenzo、Kawashima Shigehiro A.、Kanai Motomu
    • Journal Title

      Chem

      Volume: 2 Pages: 840-859

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2017.04.002

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthetic Posttranslational Modifications: Chemical Catalyst-Driven Regioselective Histone Acylation of Native Chromatin.2017

    • Author(s)
      Amamoto Yoshifumi、Aoi Yuki、Nagashima Nozomu、Suto Hiroki、Yoshidome Daisuke、Arimura Yasuhiro、Osakabe Akihisa、Kato Daiki、Kurumizaka Hitoshi、Kawashima Shigehiro A.、Yamatsugu Kenzo、Kanai Motomu
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 139 Pages: 7568-7576

    • DOI

      10.1021/jacs.7b02138

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potent, Reversible, and Specific Chemical Inhibitors of Eukaryotic Ribosome Biogenesis2016

    • Author(s)
      Shigehiro A. Kawashima, Zhen Chen, Yuki Aoi, Anupam Patgiri, Yuki Kobayashi, Paul Nurse and Tarun M. Kapoor
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 167 Pages: 512-524

    • DOI

      10.1016/j.cell.2016.08.070

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] リボソーム生合成に必須なAAA+タンパク質ミダシンの特異的かつ可逆的低分子阻害剤の発見2016

    • Author(s)
      ◯川島 茂裕, Zhen Chen, 青井 勇樹, 小林 由紀, Paul Nurse, Tarun M. Kapoor
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県 横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2018-12-17  

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