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mRNA品質管理機構におけるユビキチン化の新規機能の解析

公募研究

研究領域ユビキチンネオバイオロジー:拡大するタンパク質制御システム
研究課題/領域番号 25112503
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
研究機関東北大学

研究代表者

稲田 利文  東北大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (40242812)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2014年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードユビキチン化 / リボソーム / 40S / ユビキチンライゲース / プロテアソーム / 翻訳アレスト / 品質管理機構 / ユビキチン / mRNA品質管理
研究実績の概要

生命現象の基盤となる遺伝子発現の正確性は、細胞の保持する様々な品質管理機構によって保証される。我々は、mRNAの分解促進に加えて、翻訳抑制とタンパク質の分解が異常mRNA由来の遺伝子産物の発現抑制に重要であることを明らかにしてきた。我々は、連続した塩基性配列を持った新生鎖がリボソームトンネルと静電相互作用する結果、翻訳伸長反応が阻害されることを明らかにした。また、翻訳アレストの結果、①mRNAの分子内切断と、②合成途中の新生鎖のプロテアソームによる迅速な分解が起こることを見出した。さらに、翻訳伸長途中で停滞したリボソームが各サブユニットに解離し、60Sサブユニット上の新生鎖がユビキチン化後にプロテアソームによって迅速に分解されることが明らかになった。本研究では、翻訳伸長段階での異常を認識し、異常なmRNAとタンパク質を排除する品質管理機構の解明を目的とする。特に、NGDにおける分子内切断反応に必須なE2/E3ユビキチンライゲースUbc4/Hel2の機能解析を行い、ユビキチン化がmRNA分子内切断を引き起こす分子機構を明らかにする。
東京都総合医学研究所の佐伯泰博士との共同研究により、ユビキチン化の標的候補となるリボソームタンパク質を決定した。その結果、Hel2の標的因子として40Sリボソームサブユニット中の特異的リジン残基が複数箇所同定された。同定されたユビキチン化されるリジン残基について、アルギニン残基への置換変異体を作製し、mRNA品質管理機構(mRNAの分子内切断:NGD)とタンパク質品質管理機構(新生鎖の分解:NGPD)の効率を検討した。その結果、Hel2による40Sリボソームサブユニット中の特異的リジン残基のユビキチン化が、タンパク質品質管理機構(新生鎖の分解:NGPD)に必須であることが明らかになった

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 新生鎖依存の翻訳アレストによる品質管理機構におけるユビキチン因子複合体の新規機能2014

    • 著者名/発表者名
      稲田 利文
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会(招待講演)
    • 発表場所
      ワークピア横浜/横浜産貿ホール マリネリア
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ribosome ubiquitination induces protein quality control by translation arrest2014

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Inada
    • 学会等名
      Ubiquitin and Ceiiular Regulation
    • 発表場所
      Saxtons River,VT,USA
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ribosome as a hub for protein and mRNA quality control2014

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Inada
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会(国際シンポジウム)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂東大寺総合文化センター
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ribosome associated E3 ubiquitin ligase is required for an endonucleolytic cleavage of mRNA by translation arrest2013

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Inada
    • 学会等名
      Ribosome 2013
    • 発表場所
      Napa, CA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Novel E3 ubiquitin ligase is required for an endonucleolytic cleavage of mRNA by translation arrest2013

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Inada
    • 学会等名
      RiboClub 2013
    • 発表場所
      Magog, Orford, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東北大学大学院薬学研究科遺伝子制御薬学分野

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~idenshi/inada_lab_HP/Home.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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