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ケモテクノロジーを活用したリボソームユビキチンコードの解読と制御

公募研究

研究領域ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア
研究課題/領域番号 21H00267
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 複合領域
研究機関東京大学

研究代表者

松尾 芳隆  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00725252)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードリボソーム / ユビキチン / 品質管理機構 / ユビキチン化 / 非典型的翻訳 / 品質管理 / 翻訳
研究開始時の研究の概要

タンパク質の合成を司るリボソームの機能はmRNAに示された遺伝情報をタンパク質へ変換するという機械的なものとして認識されていたが、近年では、リボソーム自身のユビキチン化修飾によって制御される様々な生命現象が明らかになってきている。本研究では、リボソームのユビキチン化における部位特異的、かつユビキチン鎖特異的な作動機構の解明を目指す。さらにケミカルツールを利用し、ユビキチン鎖特異的な認識活性を人為的に制御する技術を確立することで、新たなユビキチン創薬の可能性を探る。

研究実績の概要

タンパク質の合成を司るリボソームの機能はmRNAに示された遺伝情報をタンパク質へ変換するという機械的なものとして認識されていたが、近年では、リボソー ム自身のユビキチン化修飾によって制御される様々な生命現象が明らかになってきている。本研究では、リボソーム上における異なる2つのユビキチン化: (1) 異常な翻訳停滞を解消する品質管理機構(RQC)におけるuS10のユビキチン化、(2) mRNAの安定 性を決定する分子機構におけるeS7のユビキチン化に注目し、リボソームのユビキチン化における部位特異的、かつユビキチン鎖特異的な作動機構の解明を進めた。
その結果、(1) 異常な翻訳停滞を解消する品質管理機構(RQC)におけるuS10のユビキチン化の識別機構を明らかにした。uS10上に形成されたK63型のユビキチン鎖は、RNAヘリカーゼ(Slh1)と2種類のユビキチン結合タンパク質(Cue3とRqt4)からなるRQT複合体によって識別されることを明らかにした。Cue3とRqt4は単独でK63型のユビキチン鎖に結合することが明らかになった。さらに、このユビキチン結合能がRQT複合体のコアタンパク質であるSlh1を衝突リボソームにリクルートするために必須であることを生化学的に証明した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Munich(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Decoding of the ubiquitin code for clearance of colliding ribosomes by the RQT complex2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Yoshitaka、Uchihashi Takayuki、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 79-79

    • DOI

      10.1038/s41467-022-35608-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis for clearing of ribosome collisions by the RQT complex2023

    • 著者名/発表者名
      Best Katharina、Ikeuchi Ken、Kater Lukas、Best Daniel、Musial Joanna、Matsuo Yoshitaka、Berninghausen Otto、Becker Thomas、Inada Toshifumi、Beckmann Roland
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 921-921

    • DOI

      10.1038/s41467-023-36230-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular basis of eIF5A-dependent CAT tailing in eukaryotic ribosome-associated quality control2023

    • 著者名/発表者名
      Tesina Petr、Ebine Shuhei、Buschauer Robert、Thoms Matthias、Matsuo Yoshitaka、Inada Toshifumi、Beckmann Roland
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 83 号: 4 ページ: 607-621.e4

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2023.01.020

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Co-Translational Quality Control Induced by Translational Arrest2023

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Yoshitaka、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 13 号: 2 ページ: 317-317

    • DOI

      10.3390/biom13020317

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Sensing of individual stalled 80S ribosomes by Fap1 for nonfunctional rRNA turnover2022

    • 著者名/発表者名
      Li Sihan、Ikeuchi Ken、Kato Misaki、Buschauer Robert、Sugiyama Takato、Adachi Shungo、Kusano Hideo、Natsume Tohru、Berninghausen Otto、Matsuo Yoshitaka、Becker Thomas、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 82 号: 18 ページ: 3424-3437

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2022.08.018

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A distinct mammalian disome collision interface harbors K63-linked polyubiquitination of uS10 to trigger hRQT-mediated subunit dissociation2022

    • 著者名/発表者名
      Narita Momoko、Denk Timo、Matsuo Yoshitaka、Sugiyama Takato、Kikuguchi Chisato、Ito Sota、Sato Nichika、Suzuki Toru、Hashimoto Satoshi,Machova Iva, Tesina Petr、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 6411-6411

    • DOI

      10.1038/s41467-022-34097-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Two modes of Cue2-mediated mRNA cleavage with distinct substrate recognition initiate no-go decay2022

    • 著者名/発表者名
      Tomomatsu Shota、Watanabe Atsuya、Tesina Petr、Hashimoto Satoshi、Ikeuchi Ken、Li Sihan、Matsuo Yoshitaka、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 51 号: 1 ページ: 253-270

    • DOI

      10.1093/nar/gkac1172

    • 関連する報告書
      2022 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] The decoding of ubiquitin-code for clearance of ribosome collision by RQT complex.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuo, Toshifumi Inada.
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The decoding of ubiquitin-code for clearance of ribosome collision by RQT complex.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuo, Takayuki Uchihashi, Toshifumi Inada
    • 学会等名
      The International Symposium in Tokyo 2022 "Ubiquitin New Frontier"
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The ribosome collision sensor Hel2 functions as preventive quality control in the secretory pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Matsuo, Toshifumi Inada
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 異常翻訳を標識するリボソームユビキチンコードの作動機構2021

    • 著者名/発表者名
      松尾芳隆 稲田利文
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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