Chasing translation along the time by novel ribosome profiling

• 研究領域: 新生鎖の生物学
• 研究課題/領域番号: 17H05679
• 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: 岩崎 信太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (80611441)
• 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: 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 / Ribosome / Ribosome profiling / eIF4A / リボソーム / mRNA / RNA / 発現制御 / ゲノム

研究実績の概要

本研究では、合成されたばかりの若いmRNAとある程度時間がたった古いmRNAの間でどのような翻訳制御の差があるかを網羅的かつ定量的に解析することを目的としている。この目的のために、1) RNAを一定時間uridineの誘導体でpulseラベルし、経時的にchaseすることで、ラベルされたRNAの挙動を時間経過とともに追うこと、 2) またラベルされたRNAを特異的回収し、ribosome profiling法を応用することで、その翻訳動態を解析することを計画してきた。この目的を達成するために、微小サンプルに対する新規ribosome profiling法の確立が急務となった。実際にcarrier oligoをサンプル中に加え、サンプルロスや反応効率の減少を防ぎつつ、最終的に酵素的にcarrier oligoを除去する方法を確立し、必要サンプル量を1/1000程度まで抑えることに成功している。
また、新学術領域内での共同研究を推進してきた。特に理研伊藤らのグループとともに抗がん作用をもつ翻訳阻害剤Rocaglamide AによるmRNA選択性の構造基盤を明らかにした。Rocaglamide AはRNA結合タンパク質である翻訳開始因子eIF4Aを標的としつつ、AやGが連続したポリプリン配列に対する特異性を与えることが生化学的に分かっていた。Rocaglamide A、eIF4A、ポリプリンRNAの共結晶の構造から
Rocaglamide Aが、eIF4AとポリプリンRNAが形成する境界面に結合する非常にユニークな阻害剤であることがわかった。また、Rocaglamide Aが直接塩基を認識し、配列特異性を生み出していることも明らかになった。

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。

研究成果

• [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)
• [雑誌論文] tChIP-Sea : cell-type-specific Eepigenome profiling (2019)
  • 著者名/発表者名: Mito M, Kadota M., Nakagawa S. *, Iwasaki S. *
  • 雑誌名: J. Vis. Exp 巻: 143 号: 143
  • DOI: 10.3791/58298
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Translation Inhibitor Rocaglamide Targets a Bimolecular Cavity between eIF4A and Polypurine RNA (2019)
  • 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
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] eIF4A阻害の多様なメカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 雑誌名: 生化学 巻: 90 号: 2 ページ: 211-215
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2018.900211
  • NAID: 40021617531
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2018-04-25
• [雑誌論文] Cap-specific terminal N6-methylation of RNA by an RNA polymerase II?associated methyltransferase (2018)
  • 著者名/発表者名: Akichika Shinichiro、Hirano Seiichi、Shichino Yuichi、Suzuki Takeo、Nishimasu Hiroshi、Ishitani Ryuichiro、Sugita Ai、Hirose Yutaka、Iwasaki Shintaro、Nureki Osamu、Suzuki Tsutomu
  • 雑誌名: Science 巻: 363 号: 363 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1126/science.aav0080
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell Type-Specific Survey of Epigenetic Modifications by Tandem Chromatin Immunoprecipitation Sequencing (2018)
  • 著者名/発表者名: Mito Mari、Kadota Mitsutaka、Tanaka Kaori、Furuta Yasuhide、Abe Kuniya、Iwasaki Shintaro、Nakagawa Shinichi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 1143-1143
  • DOI: 10.1038/s41598-018-19494-9
  • NAID: 120006398777
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcripts from downstream alternative transcription start sites evade uORF-mediated inhibition of gene expression in Arabidopsis (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurihara Yukio、Makita Yuko、Kawashima Mika、Fujita Tomoya、Iwasaki Shintaro、Matsui Minami
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences USA 巻: 115 号: 30 ページ: 7831-7836
  • DOI: 10.1073/pnas.1804971115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] UPA-seq: prediction of functional lncRNAs using differential sensitivity to UV crosslinking (2018)
  • 著者名/発表者名: Komatsu T, Yokoi S, Fujii K, Mito M, Kimura Y, Iwasaki S, Nakagawa S.
  • 雑誌名: RNA 巻: 24 号: 12 ページ: 1785-1802
  • DOI: 10.1261/rna.067611.118
  • NAID: 120006545959
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Growing Toolbox for Protein Synthesis Studies (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Shintaro、Ingolia Nicholas T.
  • 雑誌名: Trends in Biochemical Sciences 巻: 42 号: 8 ページ: 612-624
  • DOI: 10.1016/j.tibs.2017.05.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ubiquitination of stalled ribosome triggers ribosome-associated quality control (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsuo Y, Ikeuchi K, Saeki Y, Iwasaki S, Schmidt C, Udagawa T, Sato F, Tsuchiya H, Becker T, Tanaka K, Ingolia NT, Beckmann R, Inada T
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 159-159
  • DOI: 10.1038/s41467-017-00188-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In vitro reconstitution of chaperone-mediated human RISC assembly (2017)
  • 著者名/発表者名: Naruse Ken、Matsuura-Suzuki Eriko、Watanabe Mariko、Iwasaki Shintaro、Tomari Yukihide
  • 雑誌名: RNA 巻: 24 号: 1 ページ: 6-11
  • DOI: 10.1261/rna.063891.117
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reconstitution of RNA Interference Machinery (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Shintaro、Tomari Yukihide
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: - ページ: 131-143
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-7339-2_9
  • ISBN: 9781493973385, 9781493973392
  • 査読あり
• [学会発表] Translational buffering upon splicing inhibition (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎信太郎
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ribosome conformational dynamics surveyed by ribosome profiling (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎信太郎
  • 学会等名: 2nd JAJ (Joint Australia-Japan/Japan-Australia Joint) RNA Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A translation inhibitor targets a bimolecular cavity between eIF4A and polypurine RNA (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎信太郎
  • 学会等名: International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave” 2018年8月26日
  • 招待講演
• [学会発表] Structure and resistance of an mRNA-selective natural translation inhibitor from Aglaia plant (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎信太郎
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Translational buffering upon splicing inhibition (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ribosome conformational dynamics surveyed by ribosome profiling (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: 2nd JAJ (Joint Australia-Japan/Japan-Australia Joint) RNA Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A translation inhibitor targets a bimolecular cavity between eIF4A and polypurine RNA (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave” 2018年8月26日
  • 国際学会
• [学会発表] Structure and resistance of an mRNA-selective natural translation inhibitor from Aglaia plant (2018)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanism of self-resistance to natural translation inhibitor in Aglaia (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: Consortium of Biological Sciences 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Genomic and structural basis of self-resistance to natural translation inhibitor in Aglaia (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: Cutting Edge Developments in RNA Biology for the Control of Gene Expression
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] mRNA選択的翻訳阻害剤Rocaglamide Aの分子機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: 第11回 日本ゲノム微生物学会 若手の会
  • 招待講演
• [学会発表] Co-evolution of translation initiation factor 4A and its natural inhibitor rocaglates in Aglaia (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎 信太郎
  • 学会等名: DFG-Forschergruppe 1805 Summer School 2017 on “Dynamics of translation”
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 実験医学 2017年7月号 「リボソームプロファイリングが切り拓く翻訳研究の未来」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 七野 悠一、岩崎信太郎
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758101653
• [備考] 植物由来抗がん剤の仕組み －標的タンパク質にRNA配列特異性を与える小分子化合物－
  • URL: https://www.riken.jp/press/2018/20181228_1/
• [備考] メチルは端だが役に立つ？ －mRNAのキャップ構造におけるm6A修飾酵素の同定－
  • URL: https://www.riken.jp/press/2018/20181127_1/