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ウイルスが引き起こす非標準的な翻訳機構の構造基盤

公募研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 17H05677
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
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

伊藤 拓宏  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, ユニットリーダー (70401164)

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)
キーワードウイルス / 生体分子 / 電子顕微鏡 / 翻訳 / 翻訳開始
研究実績の概要

精製したヒト由来因子によって再構成した試験管内翻訳システムを用いて調製した、新生鎖配列によって一時停止させたリボソームにHCV IRESを加えて、ハイジャック前複合体を調製し、クライオ電子顕微鏡により3.9Åの分解能で構造決定した。また、ハイジャック後複合体についても調整法を確立し、最終的に3.9Åの分解能で構造決定した。生化学的な実験により、HCV IRESは空のリボソームよりも翻訳中のリボソームを、より良い基質とすることが明らかになった。明らかになったHCV IRESによる宿主翻訳機構の乗っ取りメカニズムについてMolecular Cell誌に報告した。
宿主の翻訳開始に機能する翻訳開始因子eIF2とeIF2Bについて、複合体の立体構造をクライオ電子顕微鏡と結晶構造解析により決定することに成功した。eIF2はGTP結合依存的に開始メチオニルtRNAをリボソームへと運搬する役割を持ち、eIF2BはそのGEFであるが、eIF2がストレスに応じてリン酸化されるとeIF2BのGEF活性を阻害することが知られていた。今回決定した立体構造により、eIF2がリン酸化されるとeIF2Bとの結合様式が大きく変化し、これによってeIF2Bを阻害していることが明らかとなった。このメカニズムについてScience誌に報告した。
宿主の翻訳開始に機能する翻訳開始因子eIF4Aについて、翻訳阻害剤RocAと連続プリン配列、ATPアナログの4者複合体の結晶構造解析に成功し、他の生化学的・計算科学的な解析を併せ、RocAのプリン特異的な翻訳阻害メカニズムの詳細をMolecular Cell誌に報告した。

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

    (11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 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] UC berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] The Translation Inhibitor Rocaglamide Targets a Bimolecular Cavity between eIF4A and Polypurine RNA2019

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki Shintaro、Iwasaki Wakana、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Watanabe Chiduru、Shichino Yuichi、Floor Stephen N.、Fujiwara Koichi、Mito Mari、Dodo Kosuke、Sodeoka Mikiko、Imataka Hiroaki、Honma Teruki、Fukuzawa Kaori、Ito Takuhiro、Ingolia Nicholas T.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 73 号: 4 ページ: 738-748

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2018.11.026

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis for eIF2B inhibition in integrated stress response2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi Kazuhiro、Yokoyama Takeshi、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Shirouzu Mikako、Ito Takuhiro
    • 雑誌名

      Science

      巻: 364 号: 6439 ページ: 495-499

    • DOI

      10.1126/science.aaw4104

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HCV IRES captures an actively translating 80S ribosome2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Takeshi、Machida Kodai、Iwasaki Wakana、Shigeta Tomoaki、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Harada Yoshie、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Tadakuma Hisashi、Imataka Hiroaki、Ito Takuhiro
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1205-1214

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.04.022

    • 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] Dynamic interaction of poly(A)-binding protein with the ribosome2018

    • 著者名/発表者名
      Machida Kodai、Shigeta Tomoaki、Yamamoto Yuki、Ito Takuhiro、Svitkin Yuri、Sonenberg Nahum、Imataka Hiroaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 17435-17435

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35753-1

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Rocaglamide Aによる配列特異的な翻訳阻害の構造基盤2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤拓宏
    • 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] C型肝炎IRESは翻訳中80Sリボソームに結合し、宿主の翻訳系をハイジャックする2018

    • 著者名/発表者名
      横山武司
    • 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] HCV IRES captures a translating 80S ribosome to hijack host translational machinery2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Takuhiro
    • 学会等名
      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] Structural basis for sequence-specific translation inhibition by Rocaglamide A2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Takuhiro
    • 学会等名
      Translational Control
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HCV IRES captures a translating 80S ribosome to hijack host translational machinery2018

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Takeshi
    • 学会等名
      Translational Control
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural basis for sequence-specific translation repression by eIF4A and Rocaglamide2017

    • 著者名/発表者名
      Ito, T.
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 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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