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機動的翻訳速度制御とtRNAレパートリー

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05672
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
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

吉久 徹  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (60212312)

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
7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードtRNAレパートリー / 機動的翻訳 / mRNA品質管理 / モノソーム / tRNAの絶対定量 / tRNAの発現抑制 / 翻訳制御 / tRNA
研究実績の概要

意図された翻訳の停止/再開、すなわち機動的翻訳制御は新生鎖の機能化に関わる普遍的現象であることが、最近の研究で示されつつある。この制御は各tRNA種の濃度や量比、即ちtRNAレパートリーの影響下にあると考えられるが、tRNAレパートリーの変化が翻訳に及ぼす影響や、一時停止した翻訳の解除機構には不明な点が多い。本研究では、これらの点について、出芽酵母を用いた研究を進めた。
まず我々は、各tRNA種の絶対量の新規定量法を開発した。これにより、富栄養培地で対数増殖中の酵母のtRNA種が、0.030~0.73 pmol/μg RNAの範囲で存在することを明らかにした。酵母のtRNA量は各tRNA種の遺伝子数と高い相関を示すが、遺伝子当たりの発現量はtRNA種間で最大5倍の開きがあった。また、単位RNA当たりのtRNA量は定常期になると対数増殖期のおよそ1.6~3.8倍に増えていた。こうした事から、数倍程度という狭い幅で、生育環境に応じたtRNA種特異的な発現制御の存在が示された。
次に、tRNAレパートリーの人為的制御を目的として、誘導型CRISPRiを利用したtRNAノックダウン系を構築した。tRNA-LeuUAGに対してこれを適用し、完全に対応したコドンのデコードよりゆらぎによるデコードの方がtRNA量低下に敏感であることを明らかにした。
他方、機動的に翻訳されるmRNAとして近年明らかとなったモノソーム画分に集積する傾向のあるmRNA群のうち、特にミトコンドリアへ局在するタンパク質をコードしたmRNAに着目して解析を進めた。このうち、pumilioファミリーのRNA結合タンパク質Puf3依存にミトコンドリア表面に移行するmRNAでは、PUF3遺伝子の欠失でモノソーム集積が強まり、モノソーム状態から正常に翻訳が進むポリソーム状態への移行にPuf3が関わる事が示された。

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

    (26件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Impact of intron removal from tRNA genes on Saccharomyces cerevisiae2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Sachiko、Mori Shunsuke、Suzuki Takeo、Suzuki Tsutomu、Yoshihisa Tohru
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: - 号: 11 ページ: 5936-5949

    • DOI

      10.1093/nar/gkz270

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] tRNAの成熟化と核—細胞質間ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Tohru
    • 雑誌名

      PLANT MORPHOLOGY

      巻: 30 号: 1 ページ: 37-58

    • DOI

      10.5685/plmorphol.30.37

    • NAID

      130007622424

    • ISSN
      0918-9726, 1884-4154
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Displacement of the mitotic apparatuses by centrifugation reveals cortical actin organization during cytokinesis in cultured tobacco BY-2 cells2018

    • 著者名/発表者名
      Arima Kengo、Tamaoki Daisuke、Mineyuki Yoshinobu、Yasuhara Hiroki、Nakai Tomonori、Shimmen Teruo、Yoshihisa Tohru、Sonobe Seiji
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 131 号: 5 ページ: 803-815

    • DOI

      10.1007/s10265-018-1047-4

    • NAID

      40021652439

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Life of proteins: from nascent chain to degradation2018

    • 著者名/発表者名
      Herrmann Johannes M.、Carvalho Pedro、Hayer-Hartl Manajit、Yoshihisa Tohru
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 25 号: 11 ページ: 996-999

    • DOI

      10.1038/s41594-018-0150-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] The neck deformation of <i>Lacrymaria olor</i> depending upon cell states2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Yanase, Yukinori Nishigami, Masatoshi Ichikawa, Tohru Yoshihisa, Seiji Sonobe
    • 雑誌名

      Journal of Protistology

      巻: 51 号: 0 ページ: 1-6

    • DOI

      10.18980/jop.e001

    • NAID

      130006470716

    • ISSN
      2433-412X
    • 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] Measurement and alteration of tRNA repertoires in Saccharomyces cerevisiae.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Nagai, Kohei Mori, Yuma Shiomi, and Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave" (Shiga, Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intron removal from tRNA genes in Saccharomyces cerevisiae.2018

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Hayashi and Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave" (Shiga, Japan)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] OTTER, a new method for measuring absolute quantity of tRNAs.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Nagai, Kohei Mori, Yuma Shiomi, and Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      The 23rd Annual Meeting of the RNA Society (Berkeley, USA)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intron removal from tRNA genes in S. cerevisiae.2018

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Hayashi and Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      The 27th tRNA Conference (Strasbourgh, France)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How to measure absolute quantity of tRNAs.2018

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Nagai, Kohei Mori, Yuma Shiomi, and Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・第51回日本発生生物学会合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母におけるtRNAレパートリーの解析と改変2018

    • 著者名/発表者名
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、池田彩乃、佐藤友衣子、河野龍之進、荒井麻里、粕谷日向子、吉久徹
    • 学会等名
      第20回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母におけるtRNAトランスクリプトーム解析2018

    • 著者名/発表者名
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、吉久徹
    • 学会等名
      第20回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] モノソーム偏在mRNAとして同定された核コードミトコンドリアmRNAの翻訳制御に関する解析2018

    • 著者名/発表者名
      林紗千子、岩元夏純、吉久徹
    • 学会等名
      第20回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酵母HAC1 mRNAの安定化に関するtRNA ligase、Rlg1の遺伝的解析2018

    • 著者名/発表者名
      吉見理子、山本智加、吉久徹
    • 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] tRNA-LeuCAA遺伝子からのイントロン削除が与える影響について2018

    • 著者名/発表者名
      林紗千子、七野悠一、岩崎信太郎、吉久徹
    • 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] 出芽酵母におけるtRNAトランスクリプトーム解析2018

    • 著者名/発表者名
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、吉久徹
    • 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] Analysis of dynamics of tRNAs in yeast, where and how much.2018

    • 著者名/発表者名
      Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      理研シンポジウム「Recent Progress in tRNA Biology and Translation」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 出芽酵母における各isodecoder tRNAの絶対定量2017

    • 著者名/発表者名
      永井陽久、森滉平、吉久徹
    • 学会等名
      日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母を用いたtRNAイントロンの持つ生理的意義の解明2017

    • 著者名/発表者名
      林紗千子、吉久徹
    • 学会等名
      日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酵母HAC1 mRNAの安定化・翻訳再開に関与するtRNA ligase、Rlg1の遺伝的研究2017

    • 著者名/発表者名
      吉見理子、山本智加、吉久徹
    • 学会等名
      日本RNA学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 核を巡るtRNAのダイナミクス2017

    • 著者名/発表者名
      吉久徹
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プロテオーム形成を影から支えるtRNAレパートリーを解析する2017

    • 著者名/発表者名
      永井陽久、塩見由麻、森滉平、佐藤友衣子、河野龍之進、林紗千子、吉久徹
    • 学会等名
      植物RNA研究ネットワークシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis and manipulation of the tRNA repertoire affecting protein synthesis in yeast cells2017

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Nagai, Ryunoshin Kohno, Sachiko Hayashi, Tohru Yoshihisa
    • 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] Impact of intron removal from tRNA genes in S. cerevisiae2017

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Hayashi, Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Do No-Go Decay (NGD) factors compete with minor tRNAs to occupy the ribosomal A-site in translation?2017

    • 著者名/発表者名
      Yuiko Sato, Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Absolute quantification of tRNA isodecoders in Saccharomyces cerevisiae2017

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Nagai, Kouhei Mori, Tohru Yoshihisa
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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