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翻訳開始因子eIF4A1とグルタミン代謝による協調的な発現制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 21K15023
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

七野 悠一  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (40748365)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード翻訳 / 代謝 / 翻訳開始 / グルタミン / 次世代シーケンサー / eIF4A1
研究開始時の研究の概要

細胞は外界の変化に応じ、翻訳と代謝をダイナミックに制御する。両者の協調的な制御は環境変化に適応するために必須であると考えられているが、その機構には不明な点が多い。本研究では翻訳開始因子eIF4A1と細胞外グルタミン濃度という2つの要因によって相乗的に翻訳が制御されるという新規機構に着目し、その詳細な分子機構と細胞増殖における意義を解明することを通じて、翻訳と代謝のクロストークをより深く理解することを目指す。

研究成果の概要

細胞は外界の変化に応じて翻訳と代謝をダイナミックに制御する。本研究では翻訳開始因子eIF4A1と細胞外グルタミンという別個の要素がポリアミン合成を担うODC1遺伝子の翻訳を協調的に制御するという現象の分子機構を追究することで、未だ不明な点の多い翻訳と代謝の協調的機構の理解を目指した。特異的阻害剤やレポーター遺伝子を用いて、ODC1が原因遺伝子であることを特定し、その遺伝子中の翻訳制御に重要な領域を特定した。さらに、このeIF4A1依存的な制御がアミノ酸全般によるものではなくグルタミン特異的であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ポリアミンと呼ばれる生体分子は細胞増殖、免疫、老化など様々な生命現象に重要であり、その合成の異常亢進はがん化と関連があると考えられている。そのため、細胞内のポリアミン量を一定に保つべく、律速段階を担うODC1の発現は何重もの制御を受けている。本研究で明らかとなったODC1の翻訳制御機構はポリアミンを必要とする様々な生命現象で重要な働きをもつ可能性があり、がん治療研究への発展も期待できる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Justus-Liebig University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ILF3 prion-like domain regulates gene expression and fear memory under chronic stress2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Akira、Shichino Yuichi、Fujii Kazuki、Koshidaka Yumie、Adachi Mayumi、Sasagawa Eri、Mito Mari、Nakagawa Shinichi、Iwasaki Shintaro、Takao Keizo、Shiina Nobuyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 3 ページ: 106229-106229

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106229

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Minimal upstream open reading frame of Per2 mediates phase fitness of the circadian clock to day/night physiological body temperature rhythm2023

    • 著者名/発表者名
      Miyake Takahito、Inoue Yuichi、Shao Xinyan、Seta Takehito、Aoki Yuto、Nguyen Pham Khanh Tien、Shichino Yuichi、Sasaki Junko、Sasaki Takehiko、Ikawa Masahito、Yamaguchi Yoshiaki、Okamura Hitoshi、Iwasaki Shintaro、Doi Masao
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 3 ページ: 112157-112157

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112157

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A parasitic fungus employs mutated eIF4A to survive on rocaglate-synthesizing Aglaia plants2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Mingming、Kumakura Naoyoshi、Saito Hironori、Muller Ryan、Nishimoto Madoka、Mito Mari、Gan Pamela、Ingolia Nicholas T、Shirasu Ken、Ito Takuhiro、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12

    • DOI

      10.7554/elife.81302

    • 関連する報告書
      2022 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] Thor-Ribo-Seq: ribosome profiling tailored for low input with RNA-dependent RNA amplification2023

    • 著者名/発表者名
      Mito Mari、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.01.15.524129

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravitational and mechanical forces drive mitochondrial translation through the cell adhesion?FAK axis2023

    • 著者名/発表者名
      Wakigawa Taisei、Kimura Yusuke、Mito Mari、Tsubaki Toshiya、Saito Hironori、Khan Abdul Haseeb、Yamamori Tohru、Yamazaki Tomokazu、Higashibata Akira、Tsuboi Tatsuhisa、Saito Taku、Higashitani Atsushi、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.01.18.524628

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multifarious translational regulation during replicative aging in yeast.2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao T, Chida A, Shichino Y, Choi D, Mizunuma M, Iwasaki S, and Ohya Y
    • 雑誌名

      J Fungi (Basal)

      巻: 8(9) 号: 9 ページ: 938-938

    • DOI

      10.3390/jof8090938

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compounds for selective translational inhibition.2022

    • 著者名/発表者名
      Shichino Y and Iwasaki S
    • 雑誌名

      Curr Opin Chem Biol.

      巻: 69 ページ: 102158-102158

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2022.102158

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective translation of epigenetic modifiers affects the temporal pattern and differentiation of neural stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Wu Quan、Shichino Yuichi、Abe Takaya、Suetsugu Taeko、Omori Ayaka、Kiyonari Hiroshi、Iwasaki Shintaro、Matsuzaki Fumio
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 470-470

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28097-y

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] eIF2B-capturing viral protein NSs suppresses the integrated stress response2021

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Kazuhiro、Shichino Yuichi、Osaki Tatsuya、Sakamoto Ayako、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Mito Mari、Weber Friedemann、Ikeuchi Yoshiho、Iwasaki Shintaro、Ito Takuhiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 7102-7102

    • DOI

      10.1038/s41467-021-27337-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Combinatorial analysis of translation dynamics reveals eIF2 dependence of translation initiation at near-cognate codons2021

    • 著者名/発表者名
      Ichihara Kazuya、Matsumoto Akinobu、Nishida Hiroshi、Kito Yuki、Shimizu Hideyuki、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro、Imami Koshi、Ishihama Yasushi、Nakayama Keiichi I
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 49 号: 13 ページ: 7298-7317

    • DOI

      10.1093/nar/gkab549

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Novel repressive role of eIF4A1 during mTORC1 inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino
    • 学会等名
      第60回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 翻訳開始因子eIF4A1はLARP1による翻訳抑制を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      七野悠一,水戸麻理,柏木一宏,高橋真理,伊藤拓宏,Nicholas T. Ingolia,岩崎信太郎
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] eIF4A1 facilitates LARP1-mediated translation repression during mTORC1 inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino,Mari Mito,Kazuhiro Kashiwagi,Mari Takahashi,Takuhiro Ito,Nicholas T. Ingolia,Shintaro Iwasaki
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] eIF4A1 facilitates LARP1-mediated translation repression during mTORC1 inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino, Mari Mito, Kazuhiro Kashiwagi, Mari Takahashi, Takuhiro Ito, Nicholas T. Ingolia, Shintaro Iwasaki
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 翻訳開始因子eIF4A1とグルタミン代謝による協調的な発現制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      七野 悠一、岩崎信太郎
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A specific eIF4A paralog facilitates LARP1-mediated translation repression during mTORC1 inhibition2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino, Mari Mito, Nicholas T. Ingolia, Shintaro Iwasaki
    • 学会等名
      EMBL Conference: Protein Synthesis and Translational Control
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A specific eIF4A paralog facilitates LARP1-mediated translation repression during mTORC1 inhibition2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino, Mari Mito, Nicholas T. Ingolia, Shintaro Iwasaki
    • 学会等名
      RNA 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] プリオン様ドメインがストレス下でもマウスの不快記憶形成を可能にすることを発見

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230330_2/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 翻訳阻害剤を介した、植物と糸状菌間の生存競争

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230228_2/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] ウイルスによる細胞のストレス応答抑制機構の解明

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2021/20211207_2/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 非典型的開始コドンからの翻訳開始機構を解明

    • URL

      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/627/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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