希少なRNA修飾の機能究明と動的調節機構の提唱

• 研究課題/領域番号: 18H02094
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37020:生物分子化学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 健夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90533125)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: tRNA / 生合成 / デコーディング / RNA修飾 / アンチコドン / RNA / 修飾 / ミトコンドリア

研究成果の概要

ヒトのtRNAに存在する糖付加キューオシン(Q)について新規修飾遺伝子の特定に成功した。対象の遺伝子ノックアウト(KO)細胞株を作出し、表現型解析を実施したところ、KO細胞ではタンパク質の凝集体形成が亢進した。この現象は修飾異常tRNAによってtRNA本来のコドン解読能が変化してしまうことによることが示唆された。修飾の構造と機能の相関を深く理解するために、更なる研究が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

RNA修飾のヒトや動物個体における機能は詳細が明らかでないものが多く、今回、修飾酵素の新たな特定を通じて、修飾機能の解明に迫った。特にコドン解読という、あらゆる生命に共通するプロセスにおいて当該修飾の特徴的な役割を提唱したことは一定の意義がある。また今回特定した遺伝子の中に、遺伝子異常が神経変性疾患と相関する例を見出しているため、病態の理解や疾患の診断や治療への応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] N6-methyladenosine (m6A) is an endogenous A3 adenosine receptor ligand (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Akiko、Nagiri Chisae、Shihoya Wataru、Inoue Asuka、Kawakami Kouki、Hiratsuka Suzune、Aoki Junken、Ito Yasuhiro、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Inoue Toshihiro、Nureki Osamu、Tanihara Hidenobu、Tomizawa Kazuhito、Wei Fan-Yan
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 81 号: 4 ページ: 674-674
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2020.12.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of Ftsj1 perturbs codon-specific translation efficiency in the brain and is associated with X-linked intellectual disability (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagayoshi Y.、Chujo T.、Hirata S.、Nakatsuka H.、Chen C.-W.、Takakura M.、Miyauchi K.、Ikeuchi Y.、Carlyle B. C.、Kitchen R. R.、Suzuki T.、Katsuoka F.、Yamamoto M.、Goto Y.、Tanaka M.、Natsume K.、Nairn A. C.、Suzuki T.、Tomizawa K.、Wei F.-Y.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 7 号: 13
  • DOI: 10.1126/sciadv.abf3072
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Complete chemical structures of human mitochondrial tRNAs (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takeo、Yashiro Yuka、Kikuchi Ittoku、Ishigami Yuma、Saito Hironori、Matsuzawa Ikuya、Okada Shunpei、Mito Mari、Iwasaki Shintaro、Ma Ding、Zhao Xuewei、Asano Kana、Lin Huan、Kirino Yohei、Sakaguchi Yuriko、Suzuki Tsutomu
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1038/s41467-020-18068-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mass Spectrometric Analysis of Mitochondrial RNA Modifications (2020)
  • 著者名/発表者名: Ishigami Yuma、Suzuki Tsutomu、Suzuki Takeo
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 2192 ページ: 89-101
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-0834-0_8
  • ISBN: 9781071608333, 9781071608340
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミトコンドリアtRNA修飾とミトコンドリア病 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健夫
  • 雑誌名: 遺伝子医学MOOK 35号 ミトコンドリアと病気 巻: 35 ページ: 268-274
• [雑誌論文] Mammalian NSUN2 introduces 5-methylcytidines into mitochondrial tRNAs (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda Saori、Kitagawa Sho、Nakagawa Shinichi、Wei Fan-Yan、Tomizawa Kazuhito、Araki Kimi、Araki Masatake、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 47 号: 16 ページ: 8734-8745
  • DOI: 10.1093/nar/gkz575
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct Modified Nucleosides in tRNATrp from the Hyperthermophilic Archaeon Thermococcus kodakarensis and Requirement of tRNA m2G10/m22G10 Methyltransferase (Archaeal Trm11) for Survival at High Temperatures (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirata Akira、Suzuki Takeo、Nagano Tomoko、Fujii Daishiro、Okamoto Mizuki、Sora Manaka、Lowe Todd M.、Kanai Tamotsu、Atomi Haruyuki、Suzuki Tsutomu、Hori Hiroyuki
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 201 号: 21 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1128/jb.00448-19
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Higd1a improves respiratory function in the models of mitochondrial disorder (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagao Takemasa、Shintani Yasunori、Hayashi Takaharu、Kioka Hidetaka、Kato Hisakazu、Nishida Yuya、Yamazaki Satoru、Tsukamoto Osamu、Yashirogi Shohei、Yazawa Issei、Asano Yoshihiro、Shinzawa‐Itoh Kyoko、Imamura Hiromi、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Goto Yu‐ichi、Takashima Seiji
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 号: 1 ページ: 1859-1871
  • DOI: 10.1096/fj.201800389r
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of intron removal from tRNA genes on Saccharomyces cerevisiae (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Sachiko、Mori Shunsuke、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Yoshihisa Tohru
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: - 号: 11 ページ: 5936-5949
  • DOI: 10.1093/nar/gkz270
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ヒドロキシル化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木, 健夫、鈴木, 勉
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 69 ページ: 389-399
• [学会発表] Biogenesis and Regulation of tRNA Modifications Associated with Human Diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: Takeo Suzuki
  • 学会等名: 4th ETH Zurich - The University of Tokyo Strategic Partnership Symposium: Innovations in Chemical Biology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biogenesis and regulation of mitochondrial tRNA modifications associated with mitochondrial diseases (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeo Suzuki
  • 学会等名: Joint meeting of the 16th Conference ASMRM and the 19th Conference J-mit
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mammalian NSUN2 introduces 5-methylcytidines into mitochondrial tRNAs (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinoda, S., Kitagawa, S., Nakagawa, S., Wei, F. Y., Tomizawa, K., Araki, K., Araki, M., Suzuki, T., Suzuki, T.
  • 学会等名: 21st RNA meeting
• [学会発表] Cap-specific terminal N6-methylation of RNA by an RNA polymerase II-associated methyltransferase (2019)
  • 著者名/発表者名: Akichika, S., Hirano, S., Shichino, Y., Suzuki, T., Nishimasu, H., Ishitani, R., Sugita, A., Hirose, Y., Iwasaki, S., Nureki, O., Suzuki, T.
  • 学会等名: 20th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience, RNA Neobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Identification and characterization of tRNA queuosine-glycosyltransferase in mammal (2019)
  • 著者名/発表者名: Ma, D., Zhao, X., Suzuki, T., Suzuki, T.
  • 学会等名: 20th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience, RNA Neobiology
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリアにおける暗号解読の担い手：tRNA修飾 (2018)
  • 著者名/発表者名: 鈴木, 健夫
  • 学会等名: 第18回日本ミトコンドリア学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒト疾患に関わるtRNAタウリン修飾の生合成と代謝制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Asano, K., Saito, A., Wei, F. Y., Tomizawa, K., Sakaguchi, Y., Suzuki, T.
  • 学会等名: 20th RNA meeting
• [備考] ヒトミトコンドリアtRNA修飾の全体像を解明―RNA修飾異常疾患の究明へ大きな前進
  • URL: https://www.t.u-tokyo.ac.jp/foe/press/setnws_202008311155455788959888.html