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シロイヌナズナCGS1遺伝子における翻訳停止とmRNA分解機構の研究

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05658
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関北海道大学

研究代表者

内藤 哲  北海道大学, 農学研究院, 教授 (20164105)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード翻訳伸長停止 / リボソーム / シロイヌナズナ試験管内翻訳系 / シロイヌナズナ / 翻訳停止 / mRNA分解 / S-アデノシルメチオニン / コムギ胚芽抽出液 / シスタチオニンγ-シンターゼ
研究実績の概要

リボソームで合成された新生ペプチドは,大サブユニットを貫く出口トンネルを通って出てくるが,出口トンネルを1/3ほど進んだところで,リボソームの大サブユニットを形成するタンパク質のうちRPuL4とRPuL22が出口トンネルに突き出ており,狭窄部位と呼ばれる。狭窄部位はリボソームと新生ペプチドとの相互作用部位として注目されている。RPuL4は,シロイヌナズナにおいて2つのパラログ遺伝子によってコードされる。シロイヌナズナCGS1遺伝子の翻訳停止における狭窄部位の重要性を調べるため,パラログ遺伝子の片方のノックアウト株に,FLAGタグを付けた野生型および変異型のRPuL4遺伝子を導入したトランスジェニック・シロイヌナズナ株を作出している。変異型のRPuL4遺伝子では,狭窄部位を構成するRPuL4のβ-ループのステムの両側部分にそれぞれ1アミノ酸欠失を導入している。
昨年度に引き続き,シロイヌナズナCGS1遺伝子の,S-アデノシルメチオニンに応答した翻訳停止における出口トンネル狭窄部位の関与を,これらのトランスジェニック・シロイヌナズナ株に由来する試験管内翻訳系を用いて解析した。その結果,出口トンネル狭窄部位の関与を示すデータが得られた。このほか,真核生物で知られているそのほかのリボソームの停止系についても解析し,類似の結果を得た。また,これとは別に,パルス・チェース実験でリボソームの停止のタイムコースを追う実験系を確立した。この実験系を用いて,CGS1遺伝子のほか,真核生物で報告されているリボソームの停止について解析を行い,リボソームの停止を引き起こす遺伝子ごとに性質が異なることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ミュンヘン大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of Arabidopsis thaliana upstream open reading frames encoding peptide sequences that cause ribosomal arrest2017

    • 著者名/発表者名
      1.Hayashi N., Sasaki S., Takahashi H., Naito S., and Onouchi H.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 号: 15 ページ: 8844-8858

    • DOI

      10.1093/nar/gkx528

    • NAID

      120006360096

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 新生ペプチドが司るリボソームの停滞にリボソーム出口トンネルが関与することの生化学的証拠2019

    • 著者名/発表者名
      高松世大,大橋悠文,尾上典之,尾之内均,山下由衣,内藤哲
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 日本植物生理学会賞受賞講演:リボソームを舞台とした細胞内恒常性維持機構の研究2019

    • 著者名/発表者名
      内藤哲
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナCGS1遺伝子におけるS-アデノシルメチオニンに応答した翻訳停止2018

    • 著者名/発表者名
      高松世大,今道朋也,米澤進哉,楠本奈央,大橋悠文,尾上典之,尾之内均,山下由衣,内藤哲
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答に関与するシロイヌナズナBZIP60遺伝子の翻訳制御機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      楠本奈央,高松世大,尾之内均,山下由衣,内藤
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナリボソームタンパク質uL4は翻訳途上の新生ポリペプチド鎖と相互作用してリボソームの翻訳を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      高松世大,大橋悠文,尾上典之,尾之内均,山下由衣,内藤 哲
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナCGS1 mRNAにコードされるアミノ酸配列はリボソームの翻訳停止効率と位置に影響する2018

    • 著者名/発表者名
      米澤進哉,藤原敬大,竹内雅志,永見陽子,尾之内均,山下由衣,内藤 哲
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Sucrose sensing through nascent peptide-mediated ribosome stalling in Arabidopsis bZIP11 uORF22018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, Y., Takamatsu,S., Grasbrenner, M., Becker, T., Naito, S., Beckmann, R.
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 遺伝学で未知の制御機構の解明に挑む!(動画)

    • URL

      https://www.agr.hokudai.ac.jp/r/researcher/3218

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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