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RNA・タンパク質複合体による細胞内翻訳制御の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03981
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

船津 高志  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (00190124)

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 *注記
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2019年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2018年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
キーワード1分子計測(SMD) / ナノバイオ / 磁気ピンセット / 新生鎖 / ストレス応答 / 1分子計測 / 温度生物学 / 翻訳アレスト / 光ピンセット / 1分子計測(SMD)
研究成果の概要

翻訳制御に関する研究を行い、以下の成果を得た。(1)蛍光標識したpre-miRNAを培養細胞にインジェクションし、miRNAの動態を蛍光相関分光法と1分子イメージング法で解析した。1分子のmiRNAが細胞骨格に沿って運動する様子が観察された。(2)SecM、mRNA、リボソームからなる翻訳アレスト複合体をカバーガラスと磁気ビーズに結合させ、負荷を加えた。その結果、負荷依存的に翻訳アレストが解除されることを明らかにした。(3)ストレス顆粒内のmRNAを蛍光標識して超解像顕微鏡観察した。ストレス顆粒内にはmRNAが高密度で存在している領域と低密度で存在している領域があることを発見した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNA に蓄えられた遺伝情報は一時的にmRNA にコピーされ、リボソームによってタンパク質に翻訳される。翻訳の制御は、生命活動の根幹に関わる重要なプロセスであり、その制御機構を分子レベルで理解する必要がある。本研究は、新たな遺伝子発現制御機構として注目されているRISCの形成機構、ストレス顆粒の形成と維持機構、翻訳アレストの分子機構について新たな知見を得ることに成功しており学術的な意義がある。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

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 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nascent SecM chain interacts with outer ribosomal surface to stabilize translation arrest2020

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Ryo Iizuka, Tatsuya Niwa, Yuanfang Guo, Hideki Taguchi, Takashi Funatsu
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 477 号: 2 ページ: 557-566

    • DOI

      10.1042/bcj20190723

    • 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] 細胞内温度分布の追跡が単一細胞内の遅いエネルギー散逸を明らかにする2021

    • 著者名/発表者名
      寳田雅治、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      量子生命科学会第 3 回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内温度イメージングによる細胞内伝熱工学2021

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、寳田雅治、船津高志
    • 学会等名
      第73回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞を用いた生物種に固有な熱力学的特性の解析2021

    • 著者名/発表者名
      村上光、佐藤佑、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Tracking Intracellular Temperature Mapping Reveals Slow Energy Dissipation in Single Cells2021

    • 著者名/発表者名
      寳田雅治、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第59回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Direct observation of force-induced release of SecM translation arrest2020

    • 著者名/発表者名
      楊倬皓、飯塚怜、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Culture-independent method for screening macromolecule-degrading microbes using deformability-based microfluidic microdroplet sorting2020

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Kai Saito, Ryo Iizuka, Wataru Kawakubo, Hyun Yoon Dong, Tetsushi Sekiguchi, Shuichi Shoji, Mei Ito, Yuji Hatada, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      日本生物物理学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Deformability-based microfluidic microdlroplet sorting as a screening method for single agarolytic bacterial cells2020

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Kai Saito, Ryo Iizuka, Wataru Kawakubo, Dong Hyun Yoon, Mei Ito, Yuji Hatada, Tetsushi Sekiguchi, Shuichi Shoji, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanoscale dynamics and localization of single endogenous mRNAs in stress granules2019

    • 著者名/発表者名
      Ko Sugawara, Kouki Okabe, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞内でLLSP現象を観察する簡単な方法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      金彩銀、岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      日本生物物理学会第57回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Culture-Independent Method for Identification of Microbial Enzyme-Encoding Genes by Single-Cell Sequencing Using a Water-in-oil Microdroplet Platform2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Funatsu
    • 学会等名
      Microfluidics & Organ-on-a-Chip Asia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 核酸・蛋白質をマイクロ・ナノデバイスで分析する2018

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一分子蛍光イメージング法による生命機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      超分子研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一分子生理学2018

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      第27回日本バイオイメージング学会学術集会公開講座
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内温度のイメージング観察と操作による温度生物学2018

    • 著者名/発表者名
      岡部弘基、船津高志
    • 学会等名
      第27回日本バイオイメージング学会学術集会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigating initiation mechanism of stress granule formation in cells by observing single mRNA molecules2018

    • 著者名/発表者名
      Masamichi Imaseki, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the frameshift depending on TnaC-mediated ribosome stalling2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Shinozawa, Ryo Iizka, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Intracellular temperature measurement during RNA granule formation for thermal biology2018

    • 著者名/発表者名
      Beini Shi, Kohki Okabe, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the stabilization mechanism of SecM-mediated translation arrest2018

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Ryo Iizuka, Takashi Funatu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院薬学系研究科生体分析化学教室ホームページ

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~funatsu/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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