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大腸菌tRNAにおけるwobble位ウリジンのヒドロキシル化修飾生合成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J10357
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関東京大学

研究代表者

酒井 雄介  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードRNA修飾 / tRNA / wobble位 / 翻訳 / 5-carboxymethoxyuridine / 生化学 / 質量分析法 / 大腸菌 / uridine-5-oxyacetic acid / メチル化
研究実績の概要

転移RNA(tRNA)は遺伝子発現において重要な、翻訳のアダプター分子である。tRNAはtRNA修飾酵素によって、様々な化学修飾が施され、機能が微調整されている。大腸菌tRNAの34位(wobble位)にみられる修飾塩基5-カルボキシメトキシウリジン(cmo5U)及びそのメチルエステル誘導体(mcmo5U)はコドン拡張の機能を持ち、翻訳に影響を与えることがわかっているが、生合成機構には未解明な点が多い。本研究の目的は、cmo5U/mcmo5Uの生合成機構の初段階であるウリジンの5位のヒドロキシル化機構を明らかにすることである。
2年目までにtRNAのヒドロキシル化に関わる2つの遺伝子を明らかにし、それぞれが修飾に必要とする低分子を1つずつ同定していた。一方、cmo5Uからmcmo5Uを合成するメチル化酵素の遺伝子を同定し、試験管内修飾再構成に成功していた。また、修飾遺伝子欠損株の形質を見出していた。最終年度は、前年度までに同定したヒドロキシル化遺伝子と低分子をもちいてヒドロキシル化修飾の生化学的同定を行うと共に、修飾遺伝子欠損株を解析してその生理的意義を明らかにすることを目指した。また、cmo5Uメチル化遺伝子について論文として発表する計画であった。その結果、
1 ウリジンのヒドロキシル化について、2つの遺伝子の一方で試験管内修飾再構成に成功し、その遺伝子が修飾酵素であることを証明した。
2 cmo5Uのメチル化について、論文に発表した。この論文は発行元の上位1-2%に授与されるNAR Breakthrouh Articleに選出された。
3 修飾の形質について解析し、ヒドロキシル化及びcmo5U修飾がそれぞれある塩基との対合に寄与していることを明らかにした。
今後、1と3についてさらに研究を進めた上で論文に発表する予定である。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Biogenesis and growth phase-dependent alteration of 5-methoxycarbonylmethoxyuridine in tRNA anticodons2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai, Kenjyo Miyauchi, Satoshi Kimura, Tsutomu Suzuki
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 44 号: 2 ページ: 509-523

    • DOI

      10.1093/nar/gkv1470

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Biogenesis and function of tRNA modification involved in the decoding process (provisional title)2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所 Biological Symposium
    • 発表場所
      静岡県三島市、国立遺伝学研究所
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biogenesis and function of tRNA modification involved in the decoding process2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai
    • 学会等名
      18th Tokyo RNA club
    • 発表場所
      東京都文京区、東京大学
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of Novel tRNA methyltransferase CmoM and the biogenesis of cmo5U2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai
    • 学会等名
      「新生鎖の生物学」第2回若手ワークショップ
    • 発表場所
      山形県蔵王町、たかみや瑠璃倶楽リゾート
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CmoM, the novel methyltransferase responsible for the last step of uridine-5-oxyacetic acid methyl ester (mcmo5U) biogenesis2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakai, Kenjyo Miyauchi, Satoshi Kimura, Tsutomu Suzuki
    • 学会等名
      tRNA Conference
    • 発表場所
      Kyllini, Greece
    • 年月日
      2014-09-21 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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