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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

研究課題

研究課題/領域番号 15J09028
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

青井 勇樹  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードリボソーム / 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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] ノースウェスタン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ロックフェラー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ロックフェラー大学(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] PAF1 regulation of promoter-proximal pause release via enhancer activation2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Science

      巻: 357 号: 6357 ページ: 1294-1298

    • DOI

      10.1126/science.aan3269

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthetic Chromatin Acylation by an Artificial Catalyst System2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 2 号: 6 ページ: 840-859

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2017.04.002

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthetic Posttranslational Modifications: Chemical Catalyst-Driven Regioselective Histone Acylation of Native Chromatin2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 139 号: 22 ページ: 7568-7576

    • DOI

      10.1021/jacs.7b02138

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potent, Reversible, and Specific Chemical Inhibitors of Eukaryotic Ribosome Biogenesis2016

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro A. Kawashima, Zhen Chen, Yuki Aoi, Anupam Patgiri, Yuki Kobayashi, Paul Nurse and Tarun M. Kapoor
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 167 号: 2 ページ: 512-524

    • DOI

      10.1016/j.cell.2016.08.070

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      ◯川島 茂裕, Zhen Chen, 青井 勇樹, 小林 由紀, Paul Nurse, Tarun M. Kapoor
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県 横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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