希少RNA修飾はなぜ存在するのか？ヒトにおける役割から探る

• 研究課題/領域番号: 26702035
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 健夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90533125)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円); 2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: tRNA / 修飾酵素 / 生合成 / 遺伝子 / RNA修飾 / ｔRNA / 修飾 / 酵素

研究成果の概要

ヒト/脊椎動物に特異的に存在するミトコンドリアtRNA-Metのウォブル位修飾5-ホルミルシチジン(f5C)の生合成について、f5Cはメチル化により5-メチルシチジン(m5C)を経てm5Cの酸化により生じる経路を示唆し、実際にメチル化酵素NSUN3とm5Cの酸化酵素ALKBH1を同定し、in vitroでのf5C形成に成功した。NSUN3とALKBH1の遺伝子ノックアウト(KO)細胞におけるミトコンドリア機能障害およびミトコンドリアタンパク質合成能の低下を明らかにした。f5C以外の修飾に関しても試験管内再構成や修飾遺伝子の同定を達成したが、修飾機能の理解のために、更なる研究が必要である。

研究成果

• [雑誌論文] Metabolic and chemical regulation of tRNA modification associated with taurine deficiency and human disease (2018)
  • 著者名/発表者名: Asano Kana、Suzuki Takeo、Saito Ayaka、Wei Fan-Yan、Ikeuchi Yoshiho、Numata Tomoyuki、Tanaka Ryou、Yamane Yoshihisa、Yamamoto Takeshi、Goto Takanobu、Kishita Yoshihito、Murayama Kei、Ohtake Akira、Okazaki Yasushi、Tomizawa Kazuhito、Sakaguchi Yuriko、Suzuki Tsutomu
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 46 号: 4 ページ: 1565-1583
  • DOI: 10.1093/nar/gky068
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Defective Mitochondrial tRNA Taurine Modification Activates Global Proteostress and Leads to Mitochondrial Disease. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fakruddin M, Wei FY, Suzuki T, Asano K, Kaieda T, Omori A, Izumi R, Fujimura A, Kaitsuka T, Miyata K, Araki K, Oike Y, Scorrano L, Suzuki T, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 22 号: 2 ページ: 482-496
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.12.051
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ALKBH1 is an RNA dioxygenase responsible for cytoplasmic and mitochondrial tRNA modifications (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawarada Layla、Suzuki Takeo、Ohira Takayuki、Hirata Shoji、Miyauchi Kenjyo、Suzuki Tsutomu
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 45 号: 12 ページ: 7401-7415
  • DOI: 10.1093/nar/gkx354
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of 2-methylthio cyclic N6-threonylcarbamoyladenosine (ms2ct6A) as a novel RNA modification at position 37 of tRNAs (2017)
  • 著者名/発表者名: Kang, B. I., Miyauchi, K., Matuszewski, M., D'Almeida, G. S., Rubio, M. A., Alfonzo, J. D., Inoue, K., Sakaguchi, Y., Suzuki, T., Sochacka, E., Suzuki, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 45 号: 4 ページ: 2124-2136
  • DOI: 10.1093/nar/gkw1120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] NSUN3 methylase initiates 5-formylcytidine biogenesis in human mitochondrial tRNA(Met) (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakano, S., Suzuki, T., Kawarada, L., Iwata, H., Asano, K., Suzuki, T.
  • 雑誌名: Nat Chem Biol 巻: 12 号: 7 ページ: 546-51
  • DOI: 10.1038/nchembio.2099
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mtu1-mediated thiouridine formation of mitochondrial tRNAs is required for mitochondrial translation and is involved in reversible infantile liver injury (2016)
  • 著者名/発表者名: Wu, Y., Wei, F. Y., Kawarada, L., Suzuki, T., Araki, K., Komohara, Y., Fujimura, A., Kaitsuka, T., Takeya, M., Oike, Y., Suzuki, T., Tomizawa, K.
  • 雑誌名: PLoS genetics 巻: 12 号: 9 ページ: e1006355-e1006355
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006355
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A single methylation of 23S rRNA triggers late steps of 50S ribosomal subunit assembly (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, T., Ishiguro, K., Kimura, S., Sakaguchi, Y., Suzuki, T. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 112 号: 34
  • DOI: 10.1073/pnas.1506749112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cdk5rap1-mediated 2-methylthio modification of mitochondrial tRNAs governs protein translation and contributes to myopathy in mice and humans. (2015)
  • 著者名/発表者名: Wei FY, Zhou B, Suzuki T, Miyata K, Ujihara Y, Horiguchi H, Takahashi N, Xie P, Michiue H, Fujimura A, Kaitsuka T, Matsui H, Koga Y, Mohri S, Suzuki T, Oike Y, Tomizawa K.
  • 雑誌名: Cell Metab 巻: 21 号: 3 ページ: 413-6
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2015.01.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] RNAの修飾欠損と疾患 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 勉、浅野 奏、鈴木 健夫
  • 雑誌名: ファルマシア 巻: 51 ページ: 32-36
  • NAID: 130007447866
• [雑誌論文] Human NAT10 is an ATP-dependent RNA acetyltransferase responsible for N4-acetylcytidine formation in 18S rRNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ito, Sayuri Horikawa, Tateki Suzuki, Hiroki Kawauchi, Yoshikazu Tanaka, Takeo Suzuki, and Tsutomu Suzuki
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 289 号: 52 ページ: 35724-35730
  • DOI: 10.1074/jbc.c114.602698
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A single acetylation of 18S rRNA is essential for biogenesis of the small ribosomal subunit in Saccharomyces cerevisiae (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Akamatsu, Y., Noma, A., Kimura, S., Miyauchi, K., Ikeuchi, Y., Suzuki, T. and Suzuki, T
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 38 ページ: 26201-26212
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.593996
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 5-Hydroxymethylcytosine Plays a Critical Role in Glioblastomagenesis by Recruiting the CHTOP-Methylosome Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Takai, Tetsu Akiyama et al.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 48-60
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.08.071
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A complete landscape of post-transcriptional modifications in mammalian mitochondrial tRNAs (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T. and Suzuki T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: (in press) 号: 11 ページ: 7346-7357
  • DOI: 10.1093/nar/gku390
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ALKBH1 mediates 5-formylcytidine biogenesis in mammalian tRNAs (2017)
  • 著者名/発表者名: Layla Kawarada, Takeo Suzuki, Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: Conbio2017
• [学会発表] Biogenesis and physiological role of 5-formylcytidine in mammalian mitochondrial tRNAMet (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeo Suzuki, Layla Kawarada, Saori Nakano, Takayuki Ohira, Hiroyoshi Iwata, Kana Asano, Shoji Hirata, Kenjyo Miyauchi, Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: 19th RNA meeting
• [学会発表] Thermophilic archaeal tRNAs are stabilized by N4-acetylcyridine modification (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohira, T., Chen, M., Kurihashi, T., Yamauchi, R., Ito, S., Kaneko, A., Orita, I., Fukui, T., Suzuki, T., Yao, M., Tanaka, Y., Suzuki, T.
  • 学会等名: 19th RNA meeting
• [学会発表] 哺乳類ミトコンドリアtRNAに存在する5-メチルシチジンの機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 北川 翔 、中野 沙緒里、中川 真一、荒木 喜美、荒木 正健、鈴木 健夫、鈴木 勉
  • 学会等名: 第17回東京大学生命科学シンポジウム
• [学会発表] RNA-MSを用いたトリパノソーマmRNAおよびSL RNAにおける転写後修飾の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 穐近 慎一郎、松木 美知枝、鈴木 健夫、Ho Kiong、鈴木 勉
  • 学会等名: 第17回東京大学生命科学シンポジウム
• [学会発表] ALKBH1はミトコンドリアおよび細胞質tRNA修飾のジオキシゲナーゼとしてはたらく (2017)
  • 著者名/発表者名: 川原田 礼以良、鈴木 健夫、大平 高之、平田 翔児、宮内 健常、鈴木 勉
  • 学会等名: 第17回東京大学生命科学シンポジウム
• [学会発表] Mass spectrometric characterization of post-transcriptional modifications in mRNAs and spliced-leader RNA from Trypanosoma brucei (2016)
  • 著者名/発表者名: Akichika, S., Matsuki, M., Suzuki, T., Ho, C. K., Suzuki, T.
  • 学会等名: MBSJ2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Functional analysis of 5-methylcytidine in mammalian mitochondrial tRNA (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, S., Nakano, S., Nakagawa, S., Suzuki, T., Araki, K., Araki, M., Suzuki, T.
  • 学会等名: MBSJ2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Substrate recognition by NSUN3, an RNA methyltransferase which initiates 5-formylcytidine formation in human mitochondrial tRNAMet (2016)
  • 著者名/発表者名: In, S., Kawarada, L., Suzuki, T., Suzuki, T.
  • 学会等名: MBSJ2016
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Kanagawa, Japan
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] NSUN3 initiates formation of 5-formylcytidine, a post-transcriptional modification in human mitochondrial tRNAMet required to decipher non-universal genetic code (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakano, S., Suzuki, T., Kawarada, L., Iwata, H., Asano, K., Suzuki, T.
  • 学会等名: RNA2016
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] A complete landscape of post-transcriptional modifications in human mitochondrial tRNAs (2016)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Yashiro, Y., Asano, K., Lin, H., Kirino, Y., Sakaguchi, Y., Suzuki, T.
  • 学会等名: RNA2016
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Biogenesis and function of N6-methyladenosine in U snRNAs (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishigami, Y., Ohira, T., Akichika, S., Suzuki, T., Suzuki, T.
  • 学会等名: RNA2016
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] U snRNAにおけるN6-メチルアデノシン修飾の生合成と機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石神 宥真、大平 高之、穐近 慎一郎、鈴木 健夫、鈴木 勉
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸市、兵庫県
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Exploration and functional analysis of queuosine-glycosyltransferases in mammals (2015)
  • 著者名/発表者名: Xuewei Zhao, Takeo Suzuki, Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌、札幌市、北海道
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] Biogenesis of 5-taurinomethyluridine in human mitochondrial tRNAs; implication for molecular pathogenesis of mitochondrial diseases (2015)
  • 著者名/発表者名: Kana Asano, Takeo Suzuki, Fan-Yan Wei, Yoshiho Ikeuchi, Yuka Yashiro, Christin Tischner, Annette Hofer, Yoshihito Kishita, Yasushi Okazaki, Tina Wenz, Kazuhito Tomizawa, Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌、札幌市、北海道
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] Deficiency of tRNA modification causes the development of X-linked mental retardation (2015)
  • 著者名/発表者名: Fan-Yan Wei, Yu Nagayoshi, Shoji Hirata, Takeo Suzuki, Tsutomu Suzuki, Kazuhito Tomizawa
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌、札幌市、北海道
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] ミトコンドリアtRNAタウリン修飾の生合成と機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 健夫、浅野 奏、魏 范研、富澤 一仁、池内 与志穂、鈴木 勉
  • 学会等名: 第14回日本ミトコンドリア学会年会
  • 発表場所: 九大医 百年講堂、福岡市、福岡県
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-05
• [学会発表] 哺乳類ミトコンドリアにおけるtRNA48位の5-メチルシチジン修飾酵素の同定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野 紗緒里、鈴木 健夫、荒木 喜美、荒木 正健、鈴木 勉
  • 学会等名: 第14回日本ミトコンドリア学会年会
  • 発表場所: 九大医 百年講堂、福岡市、福岡県
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-05
• [学会発表] A complete landscape of post-transcriptional modifications in mammalian mitochondrial tRNAs (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T. and Suzuki, T.
  • 学会等名: The 25th tRNA conference
  • 発表場所: Kyllini, Greece
  • 年月日: 2014-09-21 – 2014-09-25
• [学会発表] Mitochondrial disease as the first instance of RNA modopathy (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeo Suzuki, Kana Asano, Fan-Yan Wei, Kazuhito Tomizawa, Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: 第16回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ウインクあいち、名古屋市、愛知県
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of the functional role of FTSJ1 related to non-syndromic X-linked intellectual disability (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoji Hirata, Takeshi Chujo, Takeo Suzuki, Kenjyo Miyauchi, Yuichi Goto, Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: 第16回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ウインクあいち、名古屋市、愛知県
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [備考] 変則的な暗号を解読するためのはじめの一歩 ミトコンドリアゲノムの解読に必須なメチル化酵素を同定
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/first-step-to-deciphering-a-non-universal-genetic-code.html
• [備考] ヒトのミトコンドリアにおいて変則的な遺伝暗号の解読をつかさどる5-ホルミルシチジン修飾はNSUN3に
  • URL: http://dx.doi.org/10.7875/first.author.2016.053