アロステリック・リボスイッチの起源と進化

• 研究課題/領域番号: 23657160
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 田村 浩二 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (30271547)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 機能進化 / RNA / リボスイッチ / アロステリック

研究概要

タンデムに繋がったグリシンを結合するアプタマーを有する枯草菌のグリシンリボスイッチは、グリシンの有無に応じて、転写を制御し、１つのアプタマーへのグリシンの結合がアロステリック効果を生み出す。本研究で、グリシンリボスイッチのグリシン依存性は、ポリエチレングリコールやエチレングリコールの存在によって失われることを明らかにし、スイッチのON/OFFがターミネータ構造の存在形態によってのみ変調することを示した。ターミネータ構造を含む共通プラットホームが先に生み出され、そこに多様なアプタマー部分が付け加わったというリボスイッチの進化とアロステリシティー獲得に関する知見が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] RNA evolution conjectured from tRNA and riboswitches (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K
  • 雑誌名: Hypothesis 巻: (in press)
  • URL: http://www.hypothesisjournal.com
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycols modulate terminator stem stability and ligand-dependency of a glycine riboswitch (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamachi, K., Hayashi, H., Shimamura, M., Yamaji, Y., Kaneko, A., Fujisawa, A., Umehara, T. and Tamura, K
  • 雑誌名: BioSystems 巻: 113 号: 2 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2013.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] RNA tetraplex as a primordial peptide synthesis scaffold (2012)
  • 著者名/発表者名: Umehara, T., Kitagawa, T., Nakazawa, Y., Yoshino, H., Nemoto, R. and Tamura, K
  • 雑誌名: BioSystems 巻: 109 号: 2 ページ: 145-150
  • DOI: 10.1016/j.biosystems.2012.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosome evolution : Emergence of peptide synthesis machinery (2011)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K
  • 雑誌名: J. Biosci 巻: 36 ページ: 921-928
  • URL: http://www.ias.ac.in/jbiosci/dec2011/921.pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular basis for chiral selection in RNA aminoacylation (2011)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci 巻: 12 号: 7 ページ: 4745-4757
  • DOI: 10.3390/ijms12074745
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanistic features of RNA-directed molecular asymmetry of amino acids (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: Viva Origino 巻: 39 ページ: 39-44
  • NAID: 10031088921
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of the peptide-forming function in the ribosome (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: Viva Origino 巻: 39 ページ: 31-37
  • NAID: 10031088871
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosome evolution: Emergence of peptide synthesis machinery (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: Journal of Biosciences 巻: 36 ページ: 921-928
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Basis for Chiral Selection in RNA Aminoacylation (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 12 ページ: 4745-4757
  • 査読あり
• [学会発表] tRNA とリボスイッチから見たRNA の進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜地心, 楳原琢哉, 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第39回学術講演会
  • 発表場所: 広島修道大学
  • 年月日: 2014-03-15
• [学会発表] tRNAとリボスイッチから見たRNAの進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第39回学術講演会
  • 発表場所: 広島修道大学
• [学会発表] Domain structures and evolution of tRNA, aminoacyl tRNA synthetases, and riboswitches (2013)
  • 著者名/発表者名: Kokoro Hamachi, Takuya Umehara, Koji Tamura
  • 学会等名: AARS2013 2013 9th International Symposium on Aminoacyl-tRNA Synthetases
  • 発表場所: The Prince Hakone
  • 年月日: 2013-10-06
• [学会発表] Evolution of riboswitches conjectured from a glycine-independent glycine riboswitch (2013)
  • 著者名/発表者名: Kokoro Hamachi, Takuya Umehara, Koji Tamura
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] グリコールがグリシンリボスイッチのグリシン依存性を変調する (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地心, 楳原琢哉, 田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA 科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA worldへの階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
  • 年月日: 2013-07-17
• [学会発表] グリシンリボスイッチの発現調節部位とRNA ワールド (2013)
  • 著者名/発表者名: 濱地心, 楳原琢哉, 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第38回学術講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 新規アミノアシル化法を用いたin vitro 非天然タンパク質創製法の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 那須元太郎、楳原琢哉、田村浩二、上田 淳
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] 原始環境下におけるリボソームモデルの探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端 舞、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] R3C ligase ribozymeの反応機構と最小活性単位の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans 由来MetRSのtRNA結合機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子明弘、山本太郎、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans由来フェレドキシンの構造と進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野呂雄樹、篠塚晃一郎、岩崎俊雄、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] グリシン非依存的グリシンリボスイッチから見たリボスイッチの進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] 奇跡の年1953年と生命の起源研究の未来 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化＆アストロバイオロジー夏の学校2013
  • 発表場所: テレコムセンタービル
• [学会発表] Mg-ATP錯体の透過赤外光スペクトル測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雅之、宇部卓司、田村浩二、青木 伸、春本高志、石黒 孝
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] ナノ古細菌チロシルtRNA合成酵素によるtRNATyrのチロシル化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤沢有麿、堀越達也、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] 鋳型非依存的RNAの重合における触媒物質の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松村慎太郎、根本遼平、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] グリコールがグリシンリボスイッチのグリシン依存性を変調する (2013)
  • 著者名/発表者名: 浜地 心、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] アセチルリジル-tRNA 合成酵素の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA world への階梯」
  • 発表場所: 東京理科大学・葛飾キャンパス
• [学会発表] ナノアーキアTyrRSによるtRNATyrのアミノアシレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀越達也、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第38回学術講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
• [学会発表] グリシンリボスイッチの発現調節部位とRNAワールド (2013)
  • 著者名/発表者名: 濱地 心、 楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第38回学術講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
• [学会発表] オリゴペプチドを用いた鋳型非依存的RNA重合 (2013)
  • 著者名/発表者名: 根本遼平、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 生命の起原および進化学会第38回学術講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
• [学会発表] ヌクレオチドとアミノ酸の相互作用とホモキラリティーの関係：立体化学的な視点 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 電気通信大学生命科学シンポジウム 「生命システム原材料の起源と進化：生化学的禁制律」
  • 発表場所: 電気通信大学
  • 招待講演
• [学会発表] アミノ酸のホモキラリティーとtRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 清水幹夫先生・傘寿記念ミニシンポジウム「生命の起源に魅せられて」
  • 発表場所: 東京薬科大学
  • 招待講演
• [学会発表] 酵素・鋳型非存在環境におけるRNAの重合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 根本遼平、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] 枯草菌グリシンリボスイッチの発現調節部位の安定化をもたらす要因 (2012)
  • 著者名/発表者名: 濱地 心、楳原琢哉、 田村浩二
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] Nanoarchaeum equitans TyrRSによるtRNATyrのアミノアシル化機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀越達也、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
• [学会発表] 地球型生命をもとにホモキラル生命体の起源を考える (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 招待講演
• [学会発表] 地球型生命におけるぺプチド合成の起源 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡
  • 招待講演
• [学会発表] アミノ酸のホモキラリティーの起源と地球化学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 2012年度 日本地球化学会 第59回年会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
• [学会発表] RNAウイルスとtRNAの進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 第14回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 東北大学百周年記念会館 川内萩ホール
  • 招待講演
• [学会発表] 生命進化の観点から左手型アミノ酸の起源に迫る (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 2012年度・生命の起原および進化学会「夏の学校」
  • 発表場所: 東京理科大学・野田キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] RNAによるタンパク質生合成系の起源 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の現状と将来」
  • 発表場所: 東京理科大学・野田キャンパス
• [学会発表] 水溶液中ATP-Mg錯体のNMR及び透過赤外分光測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雅之、田村浩二、青木 伸、石黒 孝
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の現状と将来」
  • 発表場所: 東京理科大学・野田キャンパス
• [学会発表] 大腸菌遺伝暗号拡張によるリン酸化セリン導入タンパク質の生産 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楳原琢哉、田村浩二、Dieter Söll
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の現状と将来」
  • 発表場所: 東京理科大学・野田キャンパス
• [学会発表] Binding analysis of Nanoarchaeum equitans trbp111 homolog and tRNA (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木英路、山本太郎、田村浩二
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ナノ古細菌GlyRSによるtRNAGlyの分子認識 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土岐梨彩子、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Search for aptamers binding to the active-site peptides of aminoacyl-tRNA synthetases (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉開文哉、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] アミノ酸置換によるE. coli trbpタンパク質の耐熱性の獲得 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢島 勝、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ナノアーキアAlaRSによるtRNAAlaの認識機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿留多伎美沙、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] RNAとタンパク質の世界をつなぐtRNAアミノアシル化の起源とメカニズム (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: JSTさきがけ公開シンポジウム「RNA と生体機能」領域 第3回研究報告会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] RNAワールドと生命におけるL-アミノ酸の起源 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 理研・千葉工大共催シンポジウム「生命システム原材料の起源と進化：生体分子は如何にして作られたか？」(招待講演)
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 地球上の生物が左利きアミノ酸を使うようになった理由についての一考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 学会等名: 明治大学科学技術研究所・2011年度 第2回公開講演会「ケミカルバイオロジー研究の地平線」(招待講演)
  • 発表場所: 川崎
• [学会発表] 非酵素的tRNAアミノアシル化法を用いた非天然タンパク質合成の試み (2011)
  • 著者名/発表者名: 上田 淳、楳原琢哉、田村浩二
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の可能性を探る」
  • 発表場所: 野田
• [学会発表] 生体材料の水溶液中FT-IR観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加茂川まりな、宇部卓司、川下 温、渡邊雅之、田村浩二、石黒 孝
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の可能性を探る」
  • 発表場所: 野田
• [学会発表] ピロリジルtRNA合成酵素/ピロリジンtRNAによる非天然アミノ酸のタンパク質導入 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楳原琢哉、田村浩二、Dieter Söll
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構・RNA科学総合研究センター公開シンポジウム「RNA科学の可能性を探る」
  • 発表場所: 野田
• [学会発表] Reconsideration of RNA-directed amino acid homochirality (2011)
  • 著者名/発表者名: Koji Tamura
  • 学会等名: RNA2011 (The 16th Annual Meeting of the RNA Society AND The RNA Society of Japan 13th Annual Meeting)
  • 発表場所: 京都
• [図書] 生命分子を統合するRNAーその秘められた役割と制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田村浩二
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://kojitamura.web.fc2.com/