哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の再構築と分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25440004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 富田 野乃 (竹内野乃 / 竹内 野乃 / 富田 野乃(竹内野乃)) 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (80323450)
• 研究協力者: 赤羽 しおり 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 博士課程大学院生
• 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: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 翻訳 / ミトコンドリア / 生体外タンパク質合成系 / タンパク質合成

研究成果の概要

本研究では、哺乳類ミトコンドリア蛋白質合成系の分子機構を理解し、薬剤デザイン等の医療応用へ貢献することを目指した。申請者が確立した再構築型哺乳類ミトコンドリアの翻訳システムを応用し、ミトコンドリアにユニークな翻訳終結因子ICT1の機能解析を行った。ICT1の基質特異性や機能部位を解析してその作用機序を明らかにするとともに、ミトコンドリアの変則的終止コドンの解読機構のモデルを提唱した。ミトコンドリアリボソームと翻訳因子の複合体のcryoEM構造解析を進め、PREおよびPOST-トランスロケーション複合体について高分解能の構造を決定した。

研究成果

• [国際共同研究] IMPB, Charite, Berlin(Germany)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Response to the Formal Letter of Z Chrzanowska-Lightowlers and RN Lightowlers regarding our article "Ribosome rescue and translation termination at non-standard stop codons by ICT1 in mammalian mitochondria" (2015)
  • 著者名/発表者名: Nierhaus, KH. & Takeuchi N.
  • 雑誌名: PLoS Genet. 巻: 11(6) 号: 6 ページ: e1005218-e1005218
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005218
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oxidation of translation factor EF-G transiently retards the translational elongation cycle in Escherichia coli (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagano, T., Yutthanasirikul, R., Hihara, Y., Hisabori, T., Kanamori, T., Takeuchi, N., Ueda, T. and Nishiyama, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: - 号: 2 ページ: 165-72
  • DOI: 10.1093/jb/mvv026
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ribosome rescue and translation termination at non-standard stop codons by ICT1 in mammalian mitochondria (2014)
  • 著者名/発表者名: Akabane, S., Ueda, T., Knud H. Nierhaus, KH. & Takeuchi N.
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 18 号: 9 ページ: e1004616-e1004616
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1004616
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Human G-proteins, ObgH1 and Mtg1, associate with the large mitochondrial ribosome subunit and are involved in translation and assembly of respiratory complexes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotani, T.
  • 雑誌名: Nucleic acids research 巻: 2013 号: 6 ページ: 3713-3722
  • DOI: 10.1093/nar/gkt079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nuclear Respiratory Factor 2beta (NRF-2beta) Recruits NRF-2alpha to the Nucleus by Binding to Importin-alpha:beta via an Unusual Monopartite-Type Nuclear Localization Signal (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, R.
  • 雑誌名: Journal of molecular biology 巻: 425 号: 18 ページ: 3536-3548
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2013.07.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 翻訳伸長制御のメカニズムとその意義 (2013)
  • 著者名/発表者名: 富田(竹内)野乃、上田卓也
  • 雑誌名: 実験医学増刊号『生命分子を統合するRNA』 巻: 31 ページ: 1108-1116
• [学会発表] Unique translation termination in mammalian mitochondria (2015)
  • 著者名/発表者名: Nono Tomita-Takeuchi
  • 学会等名: Molecular Mitochondria
  • 発表場所: Helsinki, Finland
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 真核細胞におけるnon-canonicalな翻訳制御因子Stm1の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林光、上田卓也、伊藤耕一、梶昭、竹内野乃
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2014-11-25
• [学会発表] Characterization of eukarytic translation initiation factor 5A from Saccharomyces cerevisiae. (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nishimura, Hikari Hayashi, Tetsuya Kotani, Takuya Ueda, Koichi Ito, Nono Tomita-Takeuchi
  • 学会等名: 2013 RIboclub annual meeting
  • 発表場所: ケベック（カナダ）
• [学会発表] The Regulation of elongation Phase (2013)
  • 著者名/発表者名: Hikari Hayashi 1, Satoshi Nishimura 1, Tetsuya Kotani 1, Syun Utsunomiya 1, Masanari Ishibashi 1, Takuya Ueda, Koichi Ito, Akira Kaji, Nono Tomita-Takeuchi
  • 学会等名: 2013 RIboclub annual meeting
  • 発表場所: ケベック（カナダ）
• [学会発表] 哺乳類ミトコンドリアにおける異常停止したリボゾーム複合体の再生機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤羽しおり、小谷哲也、入江遼平、上田卓也、竹内野乃
  • 学会等名: 第15回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 愛媛県県民文化会館（日本）
• [学会発表] Protein Synthesis System of Mammalian Mitochondria
  • 著者名/発表者名: Nono Takeuchi
  • 学会等名: ASMRM2013
  • 発表場所: ソウル（韓国）
  • 招待講演