遺伝子発現の正確性を保証するｍＲＮＡ品質管理機構

2012 年度 実績報告書

• 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: 20112006
• 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): 2008-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: mRNA品質管理 / 異常RNA分解 / 異常タンパク質分解 / プロテアソーム / ユビキチン化ビキチン化 / 翻訳アレスト / 新生ポリペプチド鎖

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ている。mRNAの品質はリボソームにより感知され、異常な翻訳終結が引き金となって分解が促進される。研究代表者は、真核生物における品質管理機構の全体像を理解することを目的として、（１）翻訳異常の認識機構、（２）異常タンパク質分解機構、ついて研究を行った。平成２４年度の研究成果は以下である。（１）異常タンパク質の分解機構：①「異常タンパク質の分解促進」というUpf複合体の新しい機能について分子機構の解析を行った。Upf複合体が異常タンパル質に結合し、その相互作用の強度と分解効率が比例することが明らかとなった。②翻訳アレストに共役する新生ポリペプチド鎖の分解機構において機能する２つのE3ユビキチンライゲースの基質特異性が明らかとなった。（２）翻訳異常の認識機構：①ノンストップmRNAの迅速な分解（NSD）には終止コドン非依存の翻訳終結反応が必須である。翻訳終結因子eRF1/eRF3複合体と相同性を持つDom34/Hbs1 複合体が、mRNAの3’末端で停滞したリボソームを解離させることで、エキソソームによるノンストップmRNA迅速な分解を引き起こすことを明らかにした(Mol. Cell, 2012)。②連続した塩基性アミノ酸残基による翻訳伸長阻害（アレスト）に関与する新規因子Nad2を同定した。翻訳アレストによるmRNA分子内切断とアレスト産物のプロテアソームによる分解について解析を行った。その結果、40S サブユニットに結合するRACK1とNad2は独立の経路でmRNA分子内切断とアレスト産物の分解に寄与することが明らかとなった。また翻訳アレストに共役した異常タンパク質の分解に関与する新規因子を同定した(Cell, 2012)。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Global microRNA elevation by inducible Exportin 5 regulates cell cycle entry (2013)
  • 著者名/発表者名: YW. Iwasaki, K. Kiga, H. Kayo, Y. Fukuda-Yuzawa, J. Weise, T. Inada, M . Tomita, Y. Ishihama, T. Fukao
  • 雑誌名: RNA 巻: 19 ページ: 490-497
  • DOI: 10.1261/rna.036608.112.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A ribosome-bound quality control complex triggers nascent peptides and signals translation stress (2012)
  • 著者名/発表者名: Brandman, O., Ornstein, JS., Wong, D., Larson, A., Williams, C. C, Li, GW., Zhou, S., King, D., Shen, P S, Weibezahn, J., Dunn, J.q Rouskin, S., Inada, T., Frost, A., Weissman, JS
  • 雑誌名: Cell 巻: 151 ページ: 1042-1054
  • DOI: doi:10.1016/j.cell.2012.10.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dom34:Hbs1 Plays a General Role in Quality Control Systems by Dissociation of Stalled Ribosome at 3’ End of Aberrant mRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuboi, K. Kuroha, K. Kudo, S. Makino, E. Inoue, I. Kashima and T. Inada
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 26 ページ: 518-529
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.03.013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Dom34:Hbs1 in Nonstop Protein Clearance from Translocators for Normal Organelle Protein Influx (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Izawa, T. Tsuboi, K. Kuroha, T. Inada, SI. Nishikawa, T. Endo
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 2 ページ: 447-453
  • DOI: doi: 10.1016/j.celrep.2012.08.010.
  • 査読あり
• [学会発表] Protein quality control systems coupled with No-Go and Non-Stop mRNA surveillance in yeast (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲田利文
  • 学会等名: Quality control
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2012-09-19 – 2012-09-22
• [学会発表] Dom34:Hbs1 Plays a General Role in Quality Control Systems by Dissociation of a Stalled Ribosome at the 3’ End of Aberrant mRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲田利文
  • 学会等名: Protein synthesis and translational control
  • 発表場所: CSH, NY, USA
  • 年月日: 2012-09-04 – 2012-09-08
• [学会発表] Stalled ribosomes induce the degradation of aberrant mRNA and protein (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲田利文
  • 学会等名: FASB meeting mechanism of mRNA decay
  • 発表場所: Colorado, USA
  • 年月日: 2012-06-24 – 2012-06-29
• [学会発表] Stalled ribosomes induce mRNA and protein quality control systems (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲田利文
  • 学会等名: Jacques Monod conferences 25th anniversary
  • 発表場所: Roscoff, France
  • 年月日: 2012-06-02 – 2012-06-06
• [備考] 遺伝子制御薬学分野HP
  • URL: http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~idenshi/inada_lab_HP/HOME(Japanese).html