| 研究領域 | マルチファセット・プロテインズ：拡大し変容するタンパク質の世界 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05712
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
田中 良和 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20374225)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | ストップコドンリードスルー / クライオ電顕 / リボソーム / リードスルー / ストップコドン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タンパク質の翻訳はmRNAの開始コドンから終止コドンまでの遺伝情報に基づき正確にアミノ酸を繋いでタンパク質を合成する生命現象である。しかし、種々の先行研究により、必ずしも終止コドンでタンパク質合成が終結していないことがわかってきた（これをリードスルーとよぶ）。終止コドンのリードスルーは目的の長さよりも長いポリペプチド鎖を生じる翻訳エラーの一つといえるが、生体内ではこれを巧妙に利用している。本研究では、最新のクライオ電顕単粒子解析の手法を用いて終止コドンのリードスルーの瞬間を原子分解能で捉え、その分子機構の詳細を明らかにすることを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
タンパク質の翻訳はｍRNAの開始コドンから終止コドンまでの遺伝情報に基づき正確にアミノ酸を繋いでタンパク質を合成する生命現象であるが、必ずしも終止コドンでタンパク質合成が終結していないことがわかってきた（これをリードスルーとよぶ）。本研究では、最新のクライオ電顕単粒子解析の手法を用いて終止コドンのリードスルーの瞬間を原子分解能で捉え、その分子機構の詳細を明らかにすることを目的とする。
前年度までにGFPをモデルに3種類の終止コドンのリードスルーについての知見を得てきたが、当該年度はGFP以外の可溶性タンパク質を用いてリードスルーの頻度についての知見を得た。その結果、GFPにおけるリードスルーと同様の特性が確認され、リードスルーという現象はタンパク質によらず、普遍的な現象であることが示された。また、終止コドンの位置とリードスルー活性についても、2つのタンパク質で共通の特性が確認され、OFR中での位置がリードスルー活性に強く影響することがわかった。リボソームのクライオ電顕単粒子解析については、Aサイトに終止コドンが結合した状態のリボソーム-mRNA-tRNA複合体の高分解能構造を決定することができ、Aサイトの終止コドンにコドン-アンチコドン対合を行うtRNAの密度を確認することができた。リードスルー産物の構造解析については、初期結晶を得ることができ、大型放射光施設でのX線回折実験により結晶学的パラメータを決定することができた。
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| 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。
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| 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。
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