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翻訳ダイナミクス制御によるタンパク質機能発現機構

研究課題

研究課題/領域番号 18H03984
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

田口 英樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40272710)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2020年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
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: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワード翻訳 / リボソーム / 新生鎖 / 熱ショックタンパク質 / プロテオーム / セントラルドグマ / シャペロン / タンパク質フォールディング / 無細胞翻訳系 / プロテオミクス / RAN翻訳 / 非典型的翻訳 / 翻訳バイパス
研究成果の概要

近年、我々の研究成果を含めて非典型的な翻訳が続々と明らかになってきており、翻訳周辺には未開の分野が拡がっていることがわかってきた。例えば、我々は、負電荷アミノ酸に富んだアミノ酸配列を翻訳する際にリボソームが不安定化され(Intrinsic ribosome destabilization: IRD)、結果として翻訳が途中終了する現象を世界に先んじて見出した。そこで本研究では、IRDや翻訳に共役したタンパク質フォールディングなどを中心とした翻訳ダイナミクス制御について、生化学、分子生物学、プロテオーム解析などを含めた包括的な解析を行い、重要な成果を多数得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質はリボソームで翻訳され、合成されたポリペプチド鎖がフォールディングして機能を発現するというのが基本である。しかし近年、翻訳の周辺には未開拓の生物学が拡がっており、細胞内のタンパク質の世界に関して新たな視点が加わり始めている。特に、非典型的な翻訳や翻訳に共役したタンパク質フォールディングは十分理解されておらず、研究の方法論も確立していないことが多い。本研究では、私たちが見つけた現象や手法を追究するだけでなく、これまで待望されていた方法論の開発にも注力した。得られた成果は基礎研究として重要なだけでなく、有用タンパク質の生産、創薬や疾患の治療戦略などにもつながる。

報告書

(4件)
  • 2021 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

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 4件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 7件)

  • [雑誌論文] Nascent polypeptide within the exit tunnel stabilizes the ribosome to counteract risky translation2021

    • 著者名/発表者名
      Chadani Yuhei、Sugata Nobuyuki、Niwa Tatsuya、Ito Yosuke、Iwasaki Shintaro、Taguchi Hideki
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 40 号: 23 ページ: 1-13

    • DOI

      10.15252/embj.2021108299

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] C9orf72-derived arginine-rich poly-dipeptides impede phase modifiers2021

    • 著者名/発表者名
      Nanaura Hitoki、Aiba Yuichiro、Nakanishi Mari、Shiota Tomo、Hibino Masaki、Kikuchi Sotaro、Nagata Riko、Morikawa Naritaka、Iguchi Naohiko、Kiriyama Takao、Nagamori Shushi、Sugie Kazuma、Saio Tomohide、Yoshizawa Takuya、Mori Eiichiro et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5301-5301

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25560-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Acetate overflow metabolism regulates a major metabolic shift after glucose depletion in <i>Escherichia</i> ? <i>coli</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tomohiro、Nakazawa Kohta、Tachikawa Tomoyuki、Saito Natsumi、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Tanaka Kan
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 595 号: 15 ページ: 2047-2056

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14151

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proximity Histidine Labeling by Umpolung Strategy Using Singlet Oxygen2021

    • 著者名/発表者名
      Nakane Keita、Sato Shinichi、Niwa Tatsuya、Tsushima Michihiko、Tomoshige Shusuke、Taguchi Hideki、Ishikawa Minoru、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 20 ページ: 7726-7731

    • DOI

      10.1021/jacs.1c01626

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel self-regulation strategy of a small heat shock protein for prodigious and rapid expression on demand2021

    • 著者名/発表者名
      Miwa Tsukumi、Taguchi Hideki
    • 雑誌名

      Current Genetics

      巻: 67 号: 5 ページ: 723-727

    • DOI

      10.1007/s00294-021-01185-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thioredoxin pathway in Anabaena sp. PCC 7120: activity of NADPH-thioredoxin reductase C2021

    • 著者名/発表者名
      Deschoenmaeker Frederic、Mihara Shoko、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Wakabayashi Ken-Ichi、Toyoshima Masakazu、Shimizu Hiroshi、Hisabori Toru
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - 号: 6 ページ: 709-719

    • DOI

      10.1093/jb/mvab014

    • NAID

      40022687787

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The evolutionary conserved iron-sulfur protein TCR controls P700 oxidation in photosystem I2021

    • 著者名/発表者名
      Luu Trinh Mai Duy、Miyazaki Daichi、Ono Sumire、Nomata Jiro、Kono Masaru、Mino Hiroyuki、Niwa Tatsuya、Okegawa Yuki、Motohashi Ken、Taguchi Hideki、Hisabori Toru、Masuda Shinji
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 2 ページ: 102059-102059

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102059

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Escherichia coli small heat shock protein IbpA is an aggregation‐sensor that self‐regulates its own expression at posttranscriptional levels2020

    • 著者名/発表者名
      Miwa Tsukumi、Chadani Yuhei、Taguchi Hideki
    • 雑誌名

      Molecular Microbiology

      巻: 115 号: 1 ページ: 142-156

    • DOI

      10.1111/mmi.14606

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] G-quadruple-proximity protein labeling based on peroxidase activity.2020

    • 著者名/発表者名
      Masuzawa, T., Sato, S., Niwa, T., Tagushi, H., Nakamura, H., Oyoshi, T.
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      巻: 56 号: 78 ページ: 11641-11644

    • DOI

      10.1039/d0cc02571b

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [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
  • [雑誌論文] Dynamics of oligomer and amyloid fibril formation by yeast prion Sup35 observed by high-speed atomic force microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Konno H, Watanabe-Nakayama T, Uchihashi T, Okuda M, Zhu L, Kodera N, Kikuchi Y, Ando T, Taguchi H
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U S A

      巻: 117 号: 14 ページ: 7831-7836

    • DOI

      10.1073/pnas.1916452117

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Disruption of the gene trx-m1 impedes the growth of Anabaena sp. PCC 7120 under nitrogen starvation2019

    • 著者名/発表者名
      Deschoenmaeker Frederic、Mihara Shoko、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Nomata Jiro、Wakabayashi Ken-ichi、Hisabori Toru
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: in press 号: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz056

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Translation‐coupled protein folding assay using a protease to monitor the folding status2019

    • 著者名/発表者名
      Niwa Tatsuya、Uemura Eri、Matsuno Yuki、Taguchi Hideki
    • 雑誌名

      Protein Science

      巻: 28 号: 7 ページ: 1252-1261

    • DOI

      10.1002/pro.3624

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale analysis of diffusional dynamics of proteins in living yeast cells using fluorescence correlation spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Takafumi、Kawai-Noma Shigeko、Pack Chan-Gi、Taguchi Hideki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 520 号: 2 ページ: 237-242

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.09.066

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Catalyst-proximity protein chemical labelling on affinity beads targeting endogenous lectins2019

    • 著者名/発表者名
      Tsushima Michihiko、Sato Shinichi、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Nakamura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 55 号: 88 ページ: 13275-13278

    • DOI

      10.1039/c9cc05231c

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A LEA model peptide protects the function of a red fluorescent protein in the dry state2019

    • 著者名/発表者名
      T. Furuki, T. Niwa, H. Taguchi, R. Hatanaka, T. Kikawada, M. Sakurai
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Reports

      巻: 17 ページ: 27-31

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2018.11.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale aggregation analysis of eukaryotic proteins reveals an involvement of intrinsically disordered regions in protein folding.2018

    • 著者名/発表者名
      Uemura E, Niwa T, Minami S, Takemoto K, Fukuchi S, Machida K, Imataka H, Ueda T, Ota M, Taguchi H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 678-678

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18977-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrostatic interactions between middle domain motif-1 and the AAA1 module of the bacterial ClpB chaperone are essential for protein disaggregation2018

    • 著者名/発表者名
      Sugita Saori、Watanabe Kumiko、Hashimoto Kana、Niwa Tatsuya、Uemura Eri、Taguchi Hideki、Watanabe Yo-hei
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 293 号: 50 ページ: 19228-19239

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.005496

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Absence of Thioredoxin m1 and Thioredoxin C in Anabaena sp. PCC 7120 Leads to Oxidative Stress2018

    • 著者名/発表者名
      Deschoenmaeker Frederic、Mihara Shoko、Niwa Tatsuya、Taguchi Hideki、Wakabayashi Ken-Ichi、Hisabori Toru
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 59 ページ: 2432-2441

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy163

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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