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メチオニン生合成の鍵酵素遺伝子における翻訳停止とmRNA安定性制御の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 16370016
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物生理・分子
研究機関北海道大学

研究代表者

内藤 哲  北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 教授 (20164105)

研究分担者 尾之内 均  北海道大学, 大学院農学研究院, 助教授 (50322839)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,400千円 (直接経費: 15,400千円)
2006年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
2005年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2004年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード代謝制御 / シスタチオニンγ-シンターゼ / S-アデノシルメチオニン / メチオニン / RNA分解制御 / シロイヌナズナ / 突然変異 / シスタチオニン γ-シンターゼ / 突然変異株 / 翻訳終止コドン
研究概要

シロイヌナズナのシスタチオニンγ-シンターゼ(CGS)はメチオニン生合成の鍵段階を触媒するが,他の多くの鍵段階の酵素とは異なってアロステリック酵素ではなく,S-アデノシルメチオニン(SAM)をエフェクターとして,CGS mRNAの分解段階でフィードバック制御を受ける.この制御にはCGSの第1エキソン領域にコードされるMTO1領域と名付けた十数アミノ酸からなる領域がシス配列として重要な機能を持つ.また,mRNA分解に際しては,分解中間体として5'末端領域を欠いた短いRNAを生ずる.CGSの制御は翻訳中に起こり,コムギ胚芽抽出液の試験管内翻訳系で再現される.試験管内翻訳系を用いた解析により,mRNA分解に先立ってSAMに応答した翻訳伸長の停止が起こり,これが引き金となってmRNA分解が起こることが示された.翻訳伸長の停止はMT01領域の直後のSer-94で起こり,これに伴ってペプチジル-tRNA(Ser)が蓄積する.翻訳停止領域近傍のアラニン置換により,MT01領域のアミノ酸配列に加えて,Trp-93とSer-94コドンが翻訳停止に重要であることが明らかになった.リボソームで合成された新生ペプチドはリボソームの大サブユニットの中を貫いている出口トンネルを通って外に出る.この出口トンネルは直径15-20Å,長さ約100Åと見積もられており,30-40アミノ酸残基の新生ペプチドが出口トンネル内に存在するとされている.翻訳停止位置(Ser-94)とMT01領域の位置関係から考えると,翻訳を停止したリボソームにおいて,MT01領域の新生ペプチドは出口トンネル内に存在すると考えられる.一方,CGSの制御を遺伝学的に解析するため,シロイヌナズナ変異株の分離と解析を行い,CGS発現の転写後制御に関わると考えられる新規遺伝子を同定した.

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (9件)

  • [雑誌論文] Proteomic and transcriptomic analysis of Arabidopsis seeds : molecular evidence for successive processing of seed proteins and its implication in the stress response to sulfur nutrition.2006

    • 著者名/発表者名
      Higashi Y, Hirai MY, Fujiwara T, Naito S, Noji M, Saito K
    • 雑誌名

      Plant J. 48

      ページ: 557-571

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of methionine biosynthesis.2005

    • 著者名/発表者名
      Goto DB, Onouchi H, Naito S
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol. 22

      ページ: 379-388

    • NAID

      10028054436

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nascent peptide-mediated translation elongation arrest coupled with mRNA degradation in the CGS gene of Arabidopsis.2005

    • 著者名/発表者名
      Onouchi H, Nagami Y, Haraguchi Y, Nakamoto M, Nishimura Y, Sakurai R, Nagao N, Kawasaki D, Kadokura Y, Naito S
    • 雑誌名

      Genes Dev. 19

      ページ: 1799-1810

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nascent peptide-mediated translation elongation arrest coupled with mRNA degradation in the CGS gene of Arabidopsis.2005

    • 著者名/発表者名
      Onouchi H, Nagami Y, Haraguchi Y, Nakamoto Nishimura Y, Sakurai R, Nagao N, Kawasaki D, Kadokura Y, Naito S
    • 雑誌名

      Genes Dev. 19

      ページ: 1799-1810

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nascent peptide-mediated translation elongation arrest coupled with mRNA degradation in the CGS1 gene of Arabidopsis.2005

    • 著者名/発表者名
      H.Onouchi
    • 雑誌名

      Genes Dev. 19・15

      ページ: 1799-1810

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamics of methionine biosynthesis.2005

    • 著者名/発表者名
      D.B.Goto
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol. 22・5

      ページ: 379-388

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Autoregulation of the gene for cystathionine γ-synthase in Arabidopsis : post-transcriptional regulation induced by S-adenosylmethionine.2004

    • 著者名/発表者名
      Onouchi H, Lambein I, Sakurai R, Suzuki A, Chiba Y, Naito S
    • 雑誌名

      Biochem. Soc. Trans. 32

      ページ: 597-600

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of an Arabidopsis mutant that overaccumulates O-acetyl-L-Ser.2004

    • 著者名/発表者名
      Ohkama-Ohtsu N, Kasajima I, Fujiwara T, Naito S
    • 雑誌名

      Plant Physiol. 136

      ページ: 3209-3222

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Autoregulation of the gene for cystathionine γ-synthase in Arabidopsis : post-transcriptional regulation induced by S-adenosylmethionine.2004

    • 著者名/発表者名
      Onouchi H, Lambein I, Sakurai R, Suzuki A, Chiba Y, Naito S
    • 雑誌名

      Biochem.Soc.Trans. 32

      ページ: 597-600

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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