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リボソームの品質管理における機能不全RNAの認識メカニズム

公募研究

研究領域多様性と非対称性を獲得するRNAプログラム
研究課題/領域番号 23112710
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
研究機関京都大学

研究代表者

北畠 真  京都大学, ウイルス研究所, 助教 (10321754)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2012年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2011年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードリボソーム / 品質管理 / ユビキチン / RNA
研究実績の概要

出芽酵母を用いて、機能不全リボソームRNAの品質管理の分子機構について研究を行った。以前の研究から、機能不全となる点変異を持つ25S rRNAに誘導される形でユビキチンがリボソームに結合することが、このRNAの選択的分解に明らかになることが明らかとなっており、本研究ではこの反応に関わるE3ユビキチンリガーゼMms1複合体を対象に詳細な解析を行った。
この複合体がユビキチンを結合させるリボソームたんぱく質の解析結果から、60Sと40Sのそれぞれのサブユニットが翻訳伸長過程で行う「ラチェットモーション」がMms1によるリボソームの認識に関与しているのではないかという示唆が得られた。そこでこのユビキチン化部位の近傍に位置する40S側のたんぱく質にMycタグを連続して付加し、E3リガーゼによるリボソームへの結合を阻害する状況を作りだすことを試みてみた。このようなリボソームを持つ出芽酵母において変異25S rRNAの分解速度を測定したところ、明らかに速度の低下がみられており、このことは(少なくとも一部の)変異リボソームの分解に40Sサブユニットとの結合が必要である、という仮説を支持している。ただしこの状況では分解速度は低下するが、Mms1欠損株のように完全に分解が停止するわけではないので、40Sサブユニットの協力を必要としない、別の過程での認識が働いている可能性も同時に示唆されている。
これまでにMms1経路によって分解されるとされる機能不全25S rRNAは4種類のみであり、その分解経路の一般性には検証の余地が残されていた。そこでこの点についても、合計47種類の変異25S rRNAを作成し、Mms1の基質になるかどうかを調べた。その結果少なくとも10種類の変異はリボソームの機能不全を引き起こし、Mms1による分解を誘導することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] 40S subunit dissociation and proteasome-dependent RNA degradation in nonfunctional 25S rRNA decay2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii,K., Sakata,T., Kitabatake,M. and Ohno, M
    • 雑誌名

      The EMBO Journa

      巻: 31 号: 11 ページ: 2579-2589

    • DOI

      10.1038/emboj.2012.85

    • NAID

      120005122255

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 40S subunit dissociation and proteasome-dependent RNA degradation in nonfunctional 25S rRNA decay2012

    • 著者名/発表者名
      Fujii, K
    • 雑誌名

      EMBO Journal

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 真核生物リボソームの品質管理2013

    • 著者名/発表者名
      北畠真
    • 学会等名
      第2回リボソームミーティング
    • 発表場所
      東京農工大学農学部
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 真核生物リボソームの品質管理2012

    • 著者名/発表者名
      北畠真
    • 学会等名
      第14回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      東北大学百周年記念会館川内萩ホール
    • 年月日
      2012-07-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 機能不全リボソームRNAの分解においてたんぱく質分解経路の果たす役割2012

    • 著者名/発表者名
      北畠真
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2012-06-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 40S Subunit Dissociation and Proteasome-dependent RNA Degradation in Nonfunctional 25S rRNA Decay2012

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kitabatake
    • 学会等名
      The 22nd CDB Meeting "RNA Sciences in Cell and Developmental Biology II"
    • 発表場所
      Riken CDB, Kobe, JAPAN
    • 年月日
      2012-06-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 40S Subunit Dissociation and Proteasome-dependent RNA Degradation in Nonfunctional 25S rRNA Decay2012

    • 著者名/発表者名
      Makoto Kitabatake
    • 学会等名
      RNA2012
    • 発表場所
      Ann Arbor, Michigan, USA
    • 年月日
      2012-05-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 真核生物リボソームの品質管理2012

    • 著者名/発表者名
      北畠真
    • 学会等名
      第一回リボソームミーティング
    • 発表場所
      広島大学生物生産学部(広島市)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 機能不全rRNAの分解においてタンパク質分解経路の果たす役割2012

    • 著者名/発表者名
      藤井耕太郎
    • 学会等名
      第一回リボソームミーティング
    • 発表場所
      広島大学生物生産学部(広島市)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 機能不全リボソームの分解に関わるE3ユビキチンリガーゼ複合体の解析2012

    • 著者名/発表者名
      坂田知子
    • 学会等名
      第一回リボソームミーティング
    • 発表場所
      広島大学生物生産学部(広島市)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Unraveling the Molecular Mechanism of Nonfunctional 25S rRNA Decay2011

    • 著者名/発表者名
      北畠真
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Nonfunctional rRNA decay functionally requires proteasome activity2011

    • 著者名/発表者名
      藤井耕太郎
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of nonfunctional 25S rRNA decay2011

    • 著者名/発表者名
      北畠真
    • 学会等名
      国際RNAミーティング
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府)
    • 年月日
      2011-06-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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