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新生ポリペプチド鎖によるリボソーム開裂現象の生理的意義と分子メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15062
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 分子生物学
研究機関東京工業大学

研究代表者

茶谷 悠平  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (30794383)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018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)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードタンパク質合成 / リボソーム / 新生ポリペプチド鎖 / 翻訳 / 遺伝子発現 / tRNA / 翻訳伸長 / peptidyl-tRNA / 遺伝子発現制御
研究成果の概要

リボソームが負電荷アミノ酸を連続して連結する際に、確率的に発生する翻訳の途上終結現象(IRD : Intrinsic Ribosome Destabilization)の発生メカニズムを明らかにするため、生化学的、遺伝学的解析を行った。結果、翻訳伸長段階にのみ見られるある特徴的構造が70S翻訳複合体を安定化していること、またIRDはその構造を破断することで複合体の不安定化を誘起していることが示唆された。さらに解析の途上で、IRDは特異なタンパク質合成の起点となっていることも明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究から、遺伝子発現の最終過程である翻訳に内包される潜在的リスクと、それに対するカウンターメカニズムの存在が示唆された。一方で、そうしたリスクすら活用する生物の強かさも示唆され、近年揺らぎつつある1遺伝子 : 1タンパクの大原則に新たな視点を提供できるものと期待している。また、原核生物におけるタンパク質合成の限界の一端が明らかになったことで、工業的に有用な改変大腸菌株の作成についても新たな可能性が示されたものと考えている。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 翻訳伸長ダイナミクスと新生鎖フォールディング2019

    • 著者名/発表者名
      田口 英樹、茶谷 悠平、丹羽 達也
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59

    • NAID

      130007653151

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 終止コドンに依らず翻訳を途中終了させる酸性アミノ酸の連続配列2018

    • 著者名/発表者名
      田口 英樹、茶谷 悠平、千葉 志信、伊藤 維昭
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 76 ページ: 239-241

    • NAID

      40021578678

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 翻訳途上の新生ポリペプチド鎖が引き起こすリボソームの不安定化とその生理的意義2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 悠平、千葉 志信、伊藤 維昭、田口 英樹
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 36 ページ: 1364-1367

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Intrinsic Ribosome Destabilization Underlies Translation and Provides an Organism with a Strategy of Environmental Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      Chadani Yuhei、Niwa Tatsuya、Izumi Takashi、Sugata Nobuyuki、Nagao Asuteka、Suzuki Tsutomu、Chiba Shinobu、Ito Koreaki、Taguchi Hideki
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 68 号: 3 ページ: 528-539

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2017.10.020

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Intrinsic Ribosome Destabilization Underlies Translation and Provides an Organism with a Strategy of Environmental Sensing.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Chadani, Tatsuya Niwa, Takashi Izumi, Nobuyuki Sugata, Asuteka Nagao, Tsutomu Suzuki, Shinobu Chiba, Koreaki Ito and Hideki Taguchi
    • 学会等名
      Ribosome meeting 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Widespread nascent chain-mediated translational pausing and intrinsic ribosome destabilization2017

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Chadani, Tatsuya Niwa, Takashi Izumi, Nobuyuki Sugata, Asuteka Nagao, Tsutomu Suzuki, Shinobu Chiba, Koreaki Ito and Hideki Taguchi
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 合成途上のタンパク質が故意に合成を中断する現象を発見 ―細胞内の環境変化を感知する新たなしくみ―

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2017/039773.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 翻訳の途上の新生ポリペプチド鎖がひき起こすリボソームの不安定化および環境のセンサーとしての利用

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/17459

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-12-27  

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