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原核生物30Sリボソームの成熟プロセスの解明

Research Project

Project/Area Number 18H02163
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

姫野 俵太  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (80208785)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Keywordsリボソーム / リボソーム生合成 / リボソーム成熟因子 / リボソーム成熟
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまでに応募者が明らかにしてきた「RsgAとRbfAの関係」を足がかりとして、細菌のリボソーム30Sサブユニット生合成(成熟)過程後期に必要とされる4種類の成熟因子(RsgA、RbfA、RimM、Era)に焦点を当て、遺伝学、生化学的アプローチを用いて各因子の30Sサブユニット成熟に対する役割を解析していく。同時に、生合成中間体の構造解析を行うことによりその分子メカニズムを詳しく解析し、リボソームの生合成後期過程の全容解明につなげる。また、各成熟因子を欠損させた細胞に蓄積している30Sサブユニット生合成中間体から成熟した30Sサブユニットをin vitroで構築する系を確立し、新規抗生物質開発に向けての基礎とする。
本年度は、「EraのGTP加水分解活性が未成熟のリボソーム30Sサブユニットによって活性化される」という前年度までに得られた知見に着目し、RbfAがEraのGTP加水分解活性を阻害することを明らかにした。
また、17S RNAから16S rRNAへのプロセッシング酵素の候補遺伝子の一つであるYbeYの欠損株を作製した。
一方、RNaseHを用いることにより17S RNAから16S rRNAへの変換をin vitroで行わせることに成功した。依然として改良が必要な段階にあるが、これを用いてEraのGTP加水分解活性と17S RNAのプロセッシングとの関係を調べていく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

・EraのGTP加水分解活性をRbfAが阻害することを明らかにした。世界に先駆けEraとRbfAの関係を生化学的に明らかにしたものと評価される。
・17S RNAから16S rRNAへのプロセッシング酵素の候補遺伝子の一つであるYbeYの欠損株を作製した。また、17S RNAから16S rRNAへの変換をin vitroで行わせることに成功した。これらは、17S RNAから16S rRNAへのプロセッシング機構を明らかにする上での足掛かりとなるものと期待される。

Strategy for Future Research Activity

・RsgA、RbfA、RimM、Eraの周辺で働く因子、例えばKsgA, YbeH, YbeZ, RimPなどの遺伝子の欠損株を作製し、その性質を解析する。
・上記因子の欠損株からリボソーム30Sサブユニット前駆体を精製し、RsgAおよびEraのGTPase活性の活性化を調べる。
・KsgAによるリボソーム30Sサブユニット前駆体における17S RNAのメチル化活性の測定法を確立する。
・KsgAによるリボソーム30Sサブユニット前駆体における17S RNAのメチル化におけるRimPの影響を調べる。
・これまでのデータをもとに、リボソーム30Sサブユニットの成熟過程についてのモデルを考察する。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(11 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Indian Institute of Technology Kanpur(インド)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Bacterial Ribosome Rescue Systems2022

    • Author(s)
      Daisuke Kurita, Hyota Himeno
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 10 Pages: 372-372

    • DOI

      10.3390/microorganisms10020372

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Involvement of GcvB small RNA in intrinsic resistance to multiple aminoglycoside antibiotics in Escherichia coli.2021

    • Author(s)
      Akira Muto, Simon Goto, Daisuke Kurita, Chisato Ushida, Hyota Himeno
    • Journal Title

      Journal of Biochemistry

      Volume: 169 Pages: 485-489

    • DOI

      10.1093/jb/mvaa122

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of a short form of a Caenorhabditis elegans Y RNA homolog Cel7 RNA2021

    • Author(s)
      Takehiro Chiba, Shin-Ya Kihara, Manami Sato, Kou Xingkui, Simon Goto, Takuma Suzumura, Gota Kawai, Hyouta Himeno, Chisato Ushida
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 557 Pages: 104-109

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.03.143

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A stalled-ribosome rescue factor Pth3 is required for mitochondrial translation against antibiotics in Saccharomyces cerevisiae2021

    • Author(s)
      Hoshino Soichiro、Kanemura Ryohei、Kurita Daisuke、Soutome Yukihiro、Himeno Hyouta、Takaine Masak、Watanabe Masakatsu、Nameki Nobukazu
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 4 Pages: 300-300

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01835-6

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular determinants of release factor 2 for ArfA-mediated ribosome rescue2020

    • Author(s)
      Kurita Daisuke、Abo Tatsuhiko、Himeno Hyouta
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 295 Pages: 13326-13337

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.014664

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 翻訳停滞解消システムにおけるArfA/RF2/リボソーム複合体の構造解析2019

    • Author(s)
      栗田大輔・Ma C・Gao N・姫野俵太
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural basis of alternative ribosome rescue by ArfA and RF2.2019

    • Author(s)
      Kurita, D., Ma, C., Gao, N., Himeno, H.
    • Organizer
      24th Annual Meeting of the RNA Society
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ribosome rescue systems in bacteriaRibosome rescue systems in bacteria2018

    • Author(s)
      Himeno, H., Muto, A., Kurita, D.
    • Organizer
      Phages, Virus, Bacteria & Hosts
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡によるリボソーム/ArfA/RF2翻訳停滞複合体の構造解析2018

    • Author(s)
      栗田大輔・Ma Chengying・Gao Ning・姫野俵太
    • Organizer
      日本農芸化学会 東北・北海道合同支部大会 第153回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡によるリボソーム・ArfA・RF2複合体の構造解析2018

    • Author(s)
      栗田大輔・Ma Chengying・Gao Ning・姫野俵太
    • Organizer
      第5回リボソームミーティング
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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