原核生物30Sリボソームの成熟プロセスの解明

• 研究課題/領域番号: 18H02163
• 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38060:応用分子細胞生物学関連
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 姫野 俵太 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (80208785)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2018年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: リボソーム / リボソーム成熟 / リボソーム生合成 / リボソーム成熟因子

研究成果の概要

これまでに応募者が明らかにしてきた「RsgAとRbfAの関係」を足がかりとして、細菌のリボソーム30Sサブユニット生合成過程後期に必要とされる４種類の成熟因子（RsgA、RbfA、RimM、Era）に焦点を当て、各因子の30Sサブユニット成熟に対する役割を解析していく。同時に、生合成中間体の構造解析を行うことによりその分子メカニズムを詳しく解析し、リボソームの生合成後期過程の全容解明につなげる。また、各成熟因子を欠損させた細胞に蓄積している30Sサブユニット生合成中間体から成熟した30Sサブユニットをin vitroで構築する系を確立し、新規抗生物質開発に向けての基礎とする。

研究成果の学術的意義や社会的意義

リボソームは、重要な機能部位を多数持ち、また原核生物と真核生物でその構造が大きく異なることから、抗生物質開発の有力なターゲットとなってきた。現在、リボソームの成熟過程を標的とする次世代の抗生物質の開発に期待が集まっている。本研究の成果は、リボソームの生合成中間体を標的とする抗生物質の設計に向けての基礎となるものである。また、各段階の生合成中間体から成熟した30Sサブユニットを再構成することが可能となれば、新たな抗生物質スクリーニング系の開発ための基礎となると期待される。

研究成果

• [国際共同研究] Indian Institute of Technology Kanpur(インド)
• [雑誌論文] A leaderless mRNA including tRNA-like sequence encodes a small peptide that regulates the expression of GcvB small RNA in Escherichia coli (2022)
  • 著者名/発表者名: Muto Akira、Goto Simon、Kurita Daisuke、Ushida Chisato、Soma Akiko、Himeno Hyota
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 171 号: 4 ページ: 459-465
  • DOI: 10.1093/jb/mvac007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bacterial Ribosome Rescue Systems (2022)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Kurita, Hyota Himeno
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 10 号: 2 ページ: 372-372
  • DOI: 10.3390/microorganisms10020372
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Involvement of GcvB small RNA in intrinsic resistance to multiple aminoglycoside antibiotics in Escherichia coli. (2021)
  • 著者名/発表者名: Akira Muto, Simon Goto, Daisuke Kurita, Chisato Ushida, Hyota Himeno
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 巻: 169 号: 4 ページ: 485-489
  • DOI: 10.1093/jb/mvaa122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a short form of a Caenorhabditis elegans Y RNA homolog Cel7 RNA (2021)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Chiba, Shin-Ya Kihara, Manami Sato, Kou Xingkui, Simon Goto, Takuma Suzumura, Gota Kawai, Hyouta Himeno, Chisato Ushida
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 557 ページ: 104-109
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.143
  • 査読あり
• [雑誌論文] A stalled-ribosome rescue factor Pth3 is required for mitochondrial translation against antibiotics in Saccharomyces cerevisiae (2021)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Soichiro、Kanemura Ryohei、Kurita Daisuke、Soutome Yukihiro、Himeno Hyouta、Takaine Masak、Watanabe Masakatsu、Nameki Nobukazu
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 300-300
  • DOI: 10.1038/s42003-021-01835-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular determinants of release factor 2 for ArfA-mediated ribosome rescue (2020)
  • 著者名/発表者名: Kurita Daisuke、Abo Tatsuhiko、Himeno Hyouta
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 295 号: 38 ページ: 13326-13337
  • DOI: 10.1074/jbc.ra120.014664
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] cAMP causes growth arrest on E. coli under stress conditions (2022)
  • 著者名/発表者名: Haque, M.F., Himeno, H
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第88回例会・シンポジウム
• [学会発表] リボソーム小サブユニット生合成におけるYbeZの役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 白山春斗、石井亮太、姫野俵太
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 翻訳停滞解消システムにおけるArfA/RF2/リボソーム複合体の構造解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 栗田大輔・Ma C・Gao N・姫野俵太
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] Structural basis of alternative ribosome rescue by ArfA and RF2. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurita, D., Ma, C., Gao, N., Himeno, H.
  • 学会等名: 24th Annual Meeting of the RNA Society
  • 国際学会
• [学会発表] Ribosome rescue systems in bacteriaRibosome rescue systems in bacteria (2018)
  • 著者名/発表者名: Himeno, H., Muto, A., Kurita, D.
  • 学会等名: Phages, Virus, Bacteria & Hosts
  • 招待講演
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡によるリボソーム/ArfA/RF2翻訳停滞複合体の構造解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗田大輔・Ma Chengying・Gao Ning・姫野俵太
  • 学会等名: 日本農芸化学会 東北・北海道合同支部大会 第153回大会
• [学会発表] クライオ電子顕微鏡によるリボソーム・ArfA・RF2複合体の構造解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 栗田大輔・Ma Chengying・Gao Ning・姫野俵太
  • 学会等名: 第5回リボソームミーティング
• [図書] mRNAの制御機構の解明と治療薬・ワクチンへの活用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 姫野俵太
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 9784861049378