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リボソームストークをハブとする翻訳関連因子プールの機能動態解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15015
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関琉球大学

研究代表者

今井 大達  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00866668)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード翻訳 / リボソーム / RNA / リボソームストーク / 近位依存ビオチン標識法
研究開始時の研究の概要

リボソームは「ストーク」と呼ばれる柔軟な機能ドメインを用いて、多種多様な翻訳因子と一過的な相互作用を繰り返しながら正確にタンパク質を合成する。本研究では、リボソームのストーク周囲に形成される翻訳因子プールの細胞内における構成因子を網羅的に探索する。またストークと結合する翻訳因子とストークの結合動態を明らかにする。これにより、混雑した細胞内において効率よく翻訳が制御される分子基盤を、ストークが形成する「翻訳の反応場」の観点から明らかにする。

研究成果の概要

本研究では、遺伝情報の翻訳が効率よく進行するための反応場を形成するリボソームタンパク質複合体P0、P1、P2複合体(Pストーク)に焦点をあて、Pストークの新規結合タンパク質の探索と、翻訳全般におけるPストークの機能解明を目的とした。近位依存性ビオチン標識法を用いることで、これまで知られていたEF1AやEF2などの翻訳伸長因子だけでなく、翻訳開始因子やアミノアシルtRNA合成酵素、RNA結合タンパク質、リボソーム不活化タンパク質、そして機能未知タンパク質がPストーク近傍に局在することを見出し、Pストークが翻訳全般で担う多様な役割を解明するための情報基盤として重要な知見となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝情報の翻訳は最も基本的な細胞内プロセスの一つであり、その反応には多種多様な分子が関わる。本研究では、翻訳に必須である分子装置Pストークのはたらきを理解するための情報的基盤を構築した。本研究を足がかりとした「翻訳が滞りなく進行するための分子基盤」の解明により、(1)細胞システムの成り立ちの理解と、(2)翻訳の破綻が原因で生じる疾患の原因究明や治療法の確立において重要な知見が得られるようになると期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Simultaneous measurement of nascent transcriptome and translatome using 4-thiouridine metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification2023

    • 著者名/発表者名
      Imai Hirotatsu、Utsumi Daisuke、Torihara Hidetsugu、Takahashi Kenzo、Kuroyanagi Hidehito、Yamashita Akio
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 号: 14 ページ: e76-e76

    • DOI

      10.1093/nar/gkad545

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous measurement of nascent transcriptome and translatome using 4-thiouridine metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification2023

    • 著者名/発表者名
      Imai Hirotatsu、Utsumi Daisuke、Torihara Hidetsugu、Takahashi Kenzo、Kuroyanagi Hidehito、Yamashita Akio
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 1-33

    • DOI

      10.1101/2023.02.15.525786

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] リボソームの触手による翻訳因子の収集機構2022

    • 著者名/発表者名
      今井 大達
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 94 号: 5 ページ: 739-742

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2022.940739

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2022-10-25
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The flexible N-terminal motif of uL11 unique to eukaryotic ribosomes interacts with P-complex and facilitates protein translation2022

    • 著者名/発表者名
      Yang Lei、Lee Ka-Ming、Yu Conny Wing-Heng、Imai Hirotatsu、Choi Andrew?Kwok-Ho、Banfield David?K、Ito Kosuke、Uchiumi Toshio、Wong Kam-Bo
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 50 号: 9 ページ: 5335-5348

    • DOI

      10.1093/nar/gkac292

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Simultaneous measurement of nascent transcriptome and translatome using 4-thiouridine metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification2023

    • 著者名/発表者名
      Imai Hirotatsu、Utsumi Daisuke、Torihara Hidetsugu、Takahashi Kenzo、Kuroyanagi Hidehito、Yamashita Akio
    • 学会等名
      RNA2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous measurement of nascent transcriptome and translatome using 4-thiouridine metabolic RNA labeling and translating ribosome affinity purification2023

    • 著者名/発表者名
      今井大達、内海大介、鳥原英嗣、高橋健造、山下暁朗
    • 学会等名
      第24回 日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答におけるRNAの新規合成量と翻訳量の同時測定2023

    • 著者名/発表者名
      今井大達、内海大介、鳥原英嗣、高橋健造、山下暁朗
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] High-speed AFM visualizes translational GTPase factor pool formed around the ribosomal P-stalk2022

    • 著者名/発表者名
      今井 大達、内海 利男、古寺 哲幸
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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