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タンパク質レベルの遺伝子量補償機構の体系的な解析

研究課題

研究課題/領域番号 16J00852
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 システムゲノム科学
研究機関岡山大学

研究代表者

石川 浩史  岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードタンパク質複合体 / E3ユビキチンリガーぜ / N末端アセチル化酵素 / 遺伝子量補償 / ユビキチン-プロテアソーム系 / 酵母 / リボソームプロファイリング
研究実績の概要

多くの遺伝子では、遺伝子コピー数の増加はタンパク質発現量の増加に直接的に結びつき、そのコピー数が2倍になるとタンパク質発現量も2倍になる。これに対して、少数の遺伝子では、遺伝子コピー数の増加に伴いmRNAの発現量は増加するもののタンパク質発現量の増加にはそのまま結びつかないことが知られている。この現象は遺伝子量補償と呼ばれ、タンパク質複合体を構成するサブユニットをコードする遺伝子で優位に観察されることから、その生物学的役割の一つにサブユニット間の量比の維持があることが強く示唆されている。また、そのメカニズムについては、細胞内の主要なタンパク質分解経路であるユビキチン-プロテアソーム系を介したタンパク質分解の加速の関与が示されている。しかしながら、過剰なサブユニットのユビキチン化がどのようなメカニズムで引き起こされるのかは、近年いくつかのメカニズムが報告されているものの、それらの関係性は不明であり、全容解明には至っていない。本研究は、細胞が過剰なサブユニットを選択的にユビキチン化し分解するメカニズムの解明を目指し、これに関与するE3ユビキチンリガーゼの同定、ならびに、タンパク質N末端のアセチル化が関与する可能性の検証、を行った。E3ユビキチンリガーゼの解析では、Tom1及びNot4の関与を示した。一方、タンパク質N末端のアセチル化については、それを担う複数の酵素(Naa10, Naa20, Naa40)の関与を示した。このことは、複数のE3ユビキチンリガーゼ及びN末端アセチル化酵素を介して遺伝子量補償が起こることを示している。本研究により、複合体サブユニットの量比をコントロールするメカニズムの複雑さが具体化したと同時に、今後この分野の研究で重要となる問題が定義されつつある。以上の成果は論文としてまとめられている段階であり、当初の期待通りに研究が進展している。

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

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 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 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 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 (3件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Post-translational dosage compensation buffers genetic perturbations to stoichiometry of protein complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Ishikawa, Koji Makanae, Shintaro Iwasaki, Nicholas T. Ingolia, Hisao Moriya
    • 雑誌名

      PLoS Genetics

      巻: 13(1) 号: 1 ページ: e1006554-e1006554

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1006554

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Robustness of the Linearity in Gene Expression Level under Genetic Perturbations2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Ishikawa, Koji Makanae, Shintaro Iwasaki, Nicholas T. Ingolia, Hisao Moriya
    • 学会等名
      日本学術振興会第9回HOPEミーティング
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京・千代田区)
    • 年月日
      2017-02-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple E3 ubiquitin ligases and N-terminal acetyltransferases are involved in protein-level dosage compensation that controls stoichiometry of protein complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Ishikawa, Hisao Moriya
    • 学会等名
      The 42nd FEBS Congress, From Molecules to Cells and Back
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子発現量の乱れをタンパク質レベルで補償する機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      石川浩史, 蒔苗浩司, 岩崎信太郎, Nicholas T. Ingolia, 守屋央朗
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第49回研究報告会
    • 発表場所
      シーサイドホテル舞子ビラ(兵庫・神戸)
    • 年月日
      2016-08-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] 実験医学増刊Vol.35 No.52017

    • 著者名/発表者名
      石川浩史, 江口優一, 守屋央朗
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      株式会社 羊土社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 岡山大学Webレター(OU-MRU)Vol.37

    • URL

      http://www.okayama-u.ac.jp/eng/research_highlights/index_id48.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 岡山大学プレスリリース

    • URL

      https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id447.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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