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細胞内栄養センサーとしてのリボソームの翻訳伸長停止メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J00982
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 植物分子・生理科学
研究機関北海道大学

研究代表者

高松 世大  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードリボソーム / リボソーム停滞 / リボソームタンパク質 / シロイヌナズナ / 無細胞翻訳系 / リボソーム出口トンネル / 新生ポリペプチド鎖 / シロイヌナズナ細胞抽出液 / 翻訳停止 / 新生鎖
研究実績の概要

真核生物の新生ペプチド鎖依存的なリボソーム停滞(NPmRS)では,出口トンネルの内部に位置する合成途上のポリペプチド鎖が重要であり,自身を合成中のリボソームによる翻訳反応の停滞を誘導する。出口トンネルの内ほどにはトンネルが狭まった部分があり,狭窄部位と呼ばれる。原核生物における遺伝学的研究から,狭窄部位は新生ペプチド鎖と相互作用し,リボソーム停滞において「関所」として機能することが示唆されている。しかしながら,原核生物と異なり真核生物では,新生ペプチド鎖と狭窄部位との相互作用がリボソーム停滞の結果でなく原因であることを示す遺伝学的証拠がないことに加え,リボソーム自身を対象とした遺伝学的解析もなされていない。本年度は,前年度に続き,NPmRSについて逆遺伝学に基づく生化学的な解析を行い,リボソーム停滞におけるリボソーム狭窄部位の関与を明らかにした。
その結果,制御性ペプチド鎖がリボソーム内部で狭窄部位に届くほど十分長い場合には,NPmRSの誘導にリボソームタンパク質uL4のβループ構造を含む狭窄部位が重要である一方,その寄与の仕方は一様でなく,それぞれに異なることが明らかになった。また,狭窄部位に届かない短い制御性ペプチド鎖の場合には,狭窄部位に依存せずにNPmRSが誘導されることが明らかとなった。これらの結果は,新生ペプチド鎖がリボソームに対して多様な機構で作用することを示すものである。
上記の研究成果について原著論文(Takamatsu et al., Nucleic Acids Research 2019, 48, 1985-1999)を発表し,Faculty of 1000から推薦をいただいた。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018 2017

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) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Reverse genetics-based biochemical studies of the ribosomal exit tunnel constriction region in eukaryotic ribosome stalling: spatial allocation of the regulatory nascent peptide at the constriction.2020

    • 著者名/発表者名
      Seidai Takamatsu, Yubun Ohashi, Noriyuki Onoue, Yoko Tajima, Tomoya Imamichi, Shinya Yonezawa, Kyoko Morimoto, Hitoshi Onouchi, Yui Yamashita, Satoshi Naito
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 48 号: 4 ページ: 1985-1999

    • DOI

      10.1093/nar/gkz1190

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 真核生物における新生ポリペプチド鎖に依存したリボソーム停滞にかかるリボソーム出口トンネルの関与:逆遺伝学と生化学によるアプローチ2020

    • 著者名/発表者名
      高松 世大
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 新生ペプチドが司るリボソームの停滞にリボソーム出口トンネルが関与することの生化学的証拠2019

    • 著者名/発表者名
      高松世大,大橋悠文,尾上典之,尾之内均,山下由衣,内藤哲
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical evidence for the involvement of the ribosomal exit tunnel constriction region in eukaryotic ribosome stalling systems2019

    • 著者名/発表者名
      Seidai Takamatsu, Yubun Ohashi, Noriyuki Onoue, Hitoshi Onouchi, Yui Yamashita, Satoshi Naito
    • 学会等名
      Post-transcriptional Gene Regulation in Plants (PGRP) 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナリボソームタンパク質uL4は翻訳途上の新生ポリペプチド鎖と相互作用してリボソームの翻訳を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      高松世大,大橋悠文,尾上典之,尾之内均,山下由衣,内藤哲
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナリボソームタンパク質uL4は翻訳途上の新生ポリペプチド鎖と相互作用してリボソームの翻訳を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      高松世大,大橋悠文,尾上典之,尾之内均,山下由衣,内藤哲
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リボソーム出口トンネル変異株を用いた真核生物における翻訳アレスト機構の生化学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      高松世大
    • 学会等名
      第4回「新生鎖の生物学」若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Biochemical Evidence for the Involvement of the Ribosomal Exit Tunnel in Nascent Peptide-Mediated Ribosome Stalling2017

    • 著者名/発表者名
      Seidai Takamatsu, Yubun Ohashi, Noriyuki Onoue, Hitoshi Onouchi, Yui Yamashita, Satoshi Naito
    • 学会等名
      EMBO Conference: Protein Synthesis and Translational Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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