脊椎動物特異的なmRNA始端修飾の研究

• 研究課題/領域番号: 18K19141
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
• 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): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: mRNA / メチル化 / 脊椎動物 / 修飾 / RNA修飾 / 生合成 / 遺伝子発現

研究成果の概要

本研究では、mRNA修飾の一種である始端m6Aメチル化酵素の同定に端を発する、始端m6Aに関連する機能的意義の解明を目指した。まず始端m6Aメチル化活性を持つ酵素の特定に成功し、酵素が基質mRNAを識別するために必要な構造的特徴を見出した。メチル化酵素の結晶構造解析で得られた知見を基に、mRNAとの相互作用様式や活性に重要な残基を特定した。また、メチル化酵素の遺伝子ノックアウト細胞株における酸化ストレス感受性を見出し、始端m6A修飾が、始端m6Aを持つmRNAの翻訳効率を増強させる性質を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1970年代における始端m6Aの発見以降、生合成や機能が不明なまま約40年が経過していたが、今回、始端m6A修飾の生合成機構や機能的意義の解明にはじめて成功した。始端m6A修飾は我々ヒトを含む脊椎動物で主に見いだされる、生物種分布が特徴的な修飾である。脊椎動物の生物種としての特徴を深く理解する上でも、始端m6A形成メカニズムの解明は一定の意義があると言えるだろう。

研究成果

• [雑誌論文] Cap-specific terminal N6-methylation of RNA by an RNA polymerase II?associated methyltransferase (2018)
  • 著者名/発表者名: Akichika Shinichiro、Hirano Seiichi、Shichino Yuichi、Suzuki Takeo、Nishimasu Hiroshi、Ishitani Ryuichiro、Sugita Ai、Hirose Yutaka、Iwasaki Shintaro、Nureki Osamu、Suzuki Tsutomu
  • 雑誌名: Science 巻: 363 号: 363 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1126/science.aav0080
  • 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: 398-399
• [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: 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] 東京大学大学院工学系研究科 プレスリリース
  • URL: https://www.t.u-tokyo.ac.jp/soe/press/setnws_201811270918295542170205.html