研究課題
特定領域研究
翻訳リコーディングは、翻訳フレームシフト等の非標準的遺伝暗号解読である。ポリアミンの調節タンパク質であるアンチザイム(AZ)の発現とポリアミンによる誘導には、翻訳フレームシフトが必要である。主要アイソフォームであるAZ1の翻訳フレームシフト信号配列として、シフト部位、下流のシュードノット構造、および上流の促進配列を同定してきた。本研究では、これらの信号配列とともに、翻訳装置や低分子の調節因子を含めた機構解明をめざし、次の成果を得た。(1)AZ1の信号配列に関して、分子進化、他の遺伝子のリコーディング信号配列との互換性、ポリアミンの作用標的を検討するとともに、細胞抽出液からAZ1シュードノット結合タンパク質を同定した。また、促進配列に相補的な短鎖核酸がフレームシフト効率に影響を与えることを見いだした。(2)哺乳動物のAZ1配列が大腸菌内で引き起こすリボソームホッピングを解析し、ペプチジルtRNAと新たなコドンの再対合の重要性を示した。(3)AZの翻訳フレームシフトに影響を与える翻訳装置の遺伝学的解析のため、分裂酵母においてフレームシフト検出系を構築し、ゲノムDNAの変異原処理、多コピー性サプレッサーの導入、および優性抑圧変異体分離を試みたが、最終的に目的とする因子は得られなかった。(4)ポリアミン関連化合物のフレームシフトに対する効果を検索し、高度好熱菌由来の分岐型ポリアミンや、アセチルポリアミン等に特有の効果を認めた。(5)AZ以外の翻訳リコーディングを求め、大腸菌発現系におけるランダム配列プールからのスクリーニングと、分裂酵母のNonsense-mediated mRNA decay変異体においてmRNA量が増加する遺伝子の検索を行い、各々候補遺伝子を得た。(6)AZ1のノックアウトマウスの解析より、フレームシフト制御欠損の表現型が造血細胞分化の異常に基づく胎生致死であることを明らかにした。
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