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SecMおよびTnaCの翻訳アレスト機構の1分子計測による解明

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05660
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
研究機関東京大学

研究代表者

船津 高志  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (00190124)

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
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード1分子計測(SMD) / ナノバイオ / 光ピンセット / 蛋白質 / リボソーム / 1分子計測 / 1分子計測(SMD)
研究実績の概要

翻訳の制御は、生命活動の根幹に関わる重要なプロセスである。最近、新たな遺伝子発現制御機構として、「翻訳アレスト」と呼ばれる現象に関心が寄せられている。本研究では、SecMおよびTnaCにおける翻訳アレストの維持・解除機構を明らかにすることを目的とし、以下の研究を行った。
1.SecM翻訳アレスト解除の1分子力学測定
リボソーム外領域で相互作用するSecMの部位にアンバーコドンを導入し、この配列を認識するtRNAに光架橋剤BPAを結合させた。次に、翻訳アレストが起こった状態で紫外線を照射し、SecMとリボソームを光架橋した。この試料を質量分析計で解析した結果、SecMがL23と接触していることが明らかになった。また、磁気ピンセットを用いてmRNA・リボソーム・新生鎖複合体を数ピコニュートンの力で引っ張り、SecMの翻訳アレストが張力により解除されることを示した。
2.TnaC翻訳アレスト分子機構の1分子イメージングによる解明
TnaC翻訳アレストがどのような分子機構により解除されるかを明らかにするため、TnaC翻訳アレストが解除されて出来た産物を質量分析計にかけてアミノ酸配列を決定した。その結果、TnaC翻訳アレストが+1フレームシフトにより解除されることを明らかにした。また、TnaC翻訳アレストが解除されて出来た産物を定量することにより、+1フレームシフトが時定数約10分で起こ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

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A micromachined liquid chromatography chip with a pillar array mixer for post-column derivatization in the analysis of neurotransmitters2017

    • 著者名/発表者名
      Muneki Isokawa, Kanki Nakanishi, Takahiro Kanamori, Huiqi Zhuang, Hayate Yamazaki, Takuo Sugaya, Dong Hyun Yoon, Tetsushi Sekiguchi, Takashi Funatsu, Shuichi Shoji, Makoto Tsunoda
    • 雑誌名

      The proceedings of μTAS 2017

      巻: 21 ページ: 1318-1319

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 全反射蛍光顕微鏡による細胞膜受容体MPL二量体の1分子イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      坂本明彦、船津高志
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 68 ページ: 386-387

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 油中水滴内の微生物の酵素活性を見える化してその遺伝子を取得する2019

    • 著者名/発表者名
      飯塚怜、牟田幹悠、斉藤開、川久保渉、尹棟鉉、関口哲志、庄子習一、伊藤芽、秦田勇二、船津高志
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 核酸・蛋白質をマイクロ・ナノデバイスで分析する2018

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一分子蛍光イメージング法による生命機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      超分子研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Photocontrol of ribosome movement on mRNA using reversible photocrosslinking strategy2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo lizuka, Shunsuke Yamashiro, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      International symposium, Proteins: From the Cradle to the Grave
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Releasing SecM translation arrest and observing resumed translation using optical tweezers2018

    • 著者名/発表者名
      Zhuohao Yan, Ryo Iizuka, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      International symposium, Proteins: From the Cradle to the Grave
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of a + 1 frameshift observed during TnaC-mediated ribosome stalling2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Shinozawa, Ryo Iizuka, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      International symposium, Proteins: From the Cradle to the Grave
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stabilization mechanism of SecM translation arrest2018

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Ryo Iizuka, Tatsuya Niwa, Hideki Taguchi, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      International symposium, Proteins: From the Cradle to the Grave
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一分子生理学2018

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      第27回日本バイオイメージング学会学術集会公開講座
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the frameshift depending on TnaC-mediated ribosome stalling2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Shinozawa, Ryo Iizka, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the stabilization mechanism of SecM-mediated translation arrest2018

    • 著者名/発表者名
      Mikihisa Muta, Ryo Iizuka, Takashi Funatu
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 液滴を利用したバイオマス分解酵素産生微生物の探索法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      鴫原永之、飯塚怜、川久保渉、尹棟鉉、関口哲志、庄子習一、船津高志
    • 学会等名
      第17回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SecM翻訳途上鎖のリボソーム外領域による翻訳アレスト安定化機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      牟田幹悠、飯塚怜、船津高志
    • 学会等名
      第17回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule observation of actin polymerizationusing linear zero-mode waveguides2017

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Fujii, Ryo Iizuka, Masamichi Yamamoto, Makoto Tsunoda, Takashi Tanii, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      Joint Symposium on Bioimaging between Singapore and Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of residues in SecM important for stabilizing translation arrest2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Funatsu, Mikihisa Muta, Ryo Iizuka
    • 学会等名
      International Symposium on Protein Quality Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Culture-Independent Method for Identification of Microbial Enzyme-Encoding Genes by Single-Cell Sequencing Using a Water-in-oil Microdroplet Platform2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura, Ryo Iizuka, Shinro Nishi, Takao Yoshida, Yuji Hatada, Yoshihiro Takaki, Ayaka Iguchi, Dong H. Yoon, Tetsushi Sekiguchi, Shuichi Shoji, TakashiFunatsu
    • 学会等名
      Single-Cell Biophysics: Measurement, Modulation, and Modeling
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ・ナノデバイスを用いた生体分子の機能解析と有用遺伝子の探索・回収2017

    • 著者名/発表者名
      船津高志
    • 学会等名
      新分野開拓研究会「有機・バイオエレクトロニクスにおける先端計測技術の進展」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 簡便かつ迅速にマイクロRNAのプロファイリングを実現する2017

    • 著者名/発表者名
      飯塚怜、土屋章一、上野太郎、一木隆範、船津高志
    • 学会等名
      第30回バイオメディカル分析科学シンポジウム(BMAS2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 環境中の微生物を培養することなく「見える化」して酵素遺伝子を取得する2017

    • 著者名/発表者名
      飯塚怜、中村和貴、西真郎、吉田尊雄、秦田勇二、高木善弘、井口彩香、尹棟鉉、関口哲志、庄子習一、船津高志
    • 学会等名
      第26回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule analysis of actin polymerization using linear zero-mode waveguides2017

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Fujii, Ryo Iizuka, Masamichi Yamamoto, Makoto Tsunoda, Takashi Tanii, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第26回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Action of release factors on the stalled ribosome during translation of TnaC2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Shinozawa, Ryo Iizuka, Zhuohao Yang, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule analysis of actin polymerization mechanism using linear zero-mode waveguides2017

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Fujii, Ryo Iizuka, Masamichi Yamamoto, Makoto Tsunoda, Takashi Tanii, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Microdroplet-based screening method for microbes producing polymer-degrading enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      Kai Saito, Ryo Iizuka, Eiji Shigihara, Wataru Kawakubo, Dong Hyun Yoon, Tetsuji Sekiguchi, Shuichi Shoji, Yuji Hatada, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Photo-control of the ribosome movement along mRNA using a reversible photo-crosslinking probe2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Yamashiro, Ryo Iizuka, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of an automated microarray system for rapid microRNA profiling2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Iizuka, Shoichi Tsuchiya, Taro Ueno, Takanori Ichiki, Takashi Funatsu
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 生体分析化学教室 研究業績

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~funatsu/jp/publication.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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