タンパク質局在化をモニターする翻訳途上鎖の分子機構

• 研究課題/領域番号: 25291006
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 京都産業大学
• 研究代表者: 千葉 志信 京都産業大学, 総合生命科学部, 准教授 (20523517)
• 連携研究者: 伊藤 維昭 京都産業大学, 研究機構, シニアリサーチフェロー (90027334)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 翻訳アレスト / 翻訳途上鎖 / タンパク質局在化 / 翻訳制御 / タンパク質膜組込 / 蛋白質膜組込

研究成果の概要

本研究課題では、枯草菌MifMや大腸菌SecMといった、翻訳の途上でリボソームに働きかけ、自身の合成を途中で一時停止（アレスト）することで、翻訳途上鎖の状態で生理機能を発揮する因子の分子機構の解明を目的とした。遺伝学・生化学・構造生物学的な手法を用い、MifMの翻訳アレストに重要な役割を果たす相互作用を詳細に解析したところ、リボソームのトンネル成分や活性中心付近の特定の残基とMifMとの相互作用が見出された。MifMの翻訳アレスト解除の分子機構を理解するために、翻訳アレスト解除に必要なタンパク質膜組込装置YidCの機能解析を行ったところ、YidCの機能に重要な領域や性質も幾つか見出された。

研究成果

• [国際共同研究] ミュンヘン大学(ドイツ)
• [雑誌論文] Integrated in vivo and in vitro nascent chain profiling reveals widespread translational pausing. (2016)
  • 著者名/発表者名: Chadani Y, Niwa T, Chiba S, Taguchi, H., Ito K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 113 号: 7
  • DOI: 10.1073/pnas.1520560113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hydrophilic microenvironment required for the channel-independent insertase function of YidC protein. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimokawa-Chiba, N., Kumazaki, K., Tsukazaki, T., Nureki, O., Ito, K. and Chiba, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 112 号: 16 ページ: 5063-5068
  • DOI: 10.1073/pnas.1423817112
  • NAID: 120005716850
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of the Bacillus subtilis 70S ribosome reveals the basis for species-specific stalling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sohmen, D., Chiba, S., Shimokawa-Chiba, N., Innis, A., Berninghausen, O., Beckmann, R., Ito, K. and Wilson, D.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 6 号: 1 ページ: 6941-6941
  • DOI: 10.1038/ncomms7941
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nascent chain-monitored remodeling of the Sec machinery for salinity adaptation of marine bacteria (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishii, E., Chiba, S., Hashimoto, N., Kojima, S., Homma, M., Ito, K., Akiyama, Y. and Mori, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 112 号: 40
  • DOI: 10.1073/pnas.1513001112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MifM monitors total YidC activities of Bacillus subtilis including that of YidC2, the target of regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chiba, S. and Ito, K
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 197 号: 1 ページ: 99-107
  • DOI: 10.1128/jb.02074-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of a SecM segment required for export-coupled release from elongation arrest. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakamori, K., Chiba, S. and Ito, K.
  • 雑誌名: FEBS Letter 巻: 588 ページ: 3098-3103
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arrest peptides: cis-acting modulators of translation. (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤維昭、千葉志信
  • 雑誌名: Annu. Rev. Biochem. 巻: 82 号: 1 ページ: 171-202
  • DOI: 10.1146/annurev-biochem-080211-105026
  • 査読あり
• [学会発表] Use of Bacillus subtilis MifM to dissect the YidC functions to facilitate membrane protein insertion (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Chiba, Naomi Shimokawa-Chiba, Koreaki, Ito
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 発表場所: Galveston, TX, USA
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] Nascent chain-mediated monitoring of a protein localization machinery (2016)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信
  • 学会等名: 第18回Tokyo RNA Club
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2016-01-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Nascent chain-mediated monitoring of the membrane protein biogenesis pathway (2015)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信
  • 学会等名: Nascent Chain Biology Meeting 2015 in Tokyo
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-10-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 枯草菌MifM翻訳途上鎖とリボソームとの相互作用様式の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、Daniel Sohmen、千葉（下川）直美、伊藤維昭、Daniel Wilson
  • 学会等名: 2015年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 滋賀県大津市
  • 年月日: 2015-08-27
• [学会発表] YidCによるタンパク質膜組込機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、熊崎薫、塚崎智也、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] YidCによるチャネルに依存しない蛋白質膜組込機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、熊崎薫、塚崎智也、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] チャネルに依存しない蛋白質膜組込機構：アレスト因子MifMを利用したYidCの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、熊崎薫、塚崎智也、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 2014年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 鶴岡
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-15
• [学会発表] 働く新生鎖MifMを利用した蛋白質膜組込装置YidCの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、熊崎薫、塚崎智也、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] YidCによるタンパク質膜組込機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、熊崎薫、塚崎智也、濡木理、伊藤維昭
  • 学会等名: 第61回生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-05-17
• [学会発表] 枯草菌MifM によるユニークな翻訳アレストと 蛋白質膜組込因子の制御. (2013)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、伊藤維昭
  • 学会等名: 第10 回 21 世紀大腸菌研究会
  • 発表場所: 静岡県修善寺
• [学会発表] MifM induces multisite ribosome stalling in monitoring membrane protein biogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、伊藤維昭
  • 学会等名: Ribosomes Conference
  • 発表場所: Napa Valley, California, USA
• [学会発表] 翻訳アレストを介した枯草菌MifM による蛋白 質膜組込因子YidC の制御. (2013)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、伊藤維昭
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 筑波
• [学会発表] 枯草菌MifM は、ユニークな翻訳アレストを介 して蛋白質膜組込因子の発現量を調節する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 千葉志信、伊藤維昭
  • 学会等名: 第7 回細菌学若手 コロッセウム
  • 発表場所: 広島市
• [備考] 千葉研究室HP
  • URL: http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~k4563/index-j.html