ncRNAのケミカルタクソノミ

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: ノンコーディングRNAネオタクソノミ
• 研究課題/領域番号: 26113003
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 勉 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20292782)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: RNA修飾

研究実績の概要

RNAは転写後に様々な修飾を受けて本来の機能を発揮する。リボソーム生合成過程においては、RNAヘリケース、GTPase、rRNA修飾酵素などのアッセンブリー因子が重要な役割を担っていることが知られている。しかし、個々のアッセンブリー因子がどのような分子機構でリボソームの生合成に関与するかについては、不明な点が多く残されている。RlmEはS-アデノシルメチオニン(AdoMet)をメチル基供与体として、23S rRNAのHelix 92 (H92)に存在する2552位のウリジンを2'-Oメチル化 (Um2552)する修飾酵素である。RlmE及びUm2552は大腸菌からヒトに至るまで生物種間で広く保存されており、この部位の修飾が機能的、生理学的に重要な役割を担っていることを示唆している。私たちは、50Sサブユニットの後期アッセンブリー過程において、RlmEによるUm2552のたった一か所のメチル化が45S前駆体から50Sサブユニットへの成熟を促進する役割があることを示した。特に、Um2552のメチル化は、ドメインIVとVの会合を促し、L36や他のリボソームタンパク質の導入や、5S rRNAの複合体の組み込みを促進することで、45S前駆体から50Sへの生合成が進行することを示した。この成果は、rRNA修飾の作用メカニズムを示したことのみならず、アッセンブリー因子の酵素活性によるリボソーム生合成の一部を再現したという意味においても特筆すべき成果である。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

真核生物18S rRNAのac4C修飾酵素RRA1/NAT10の同定と機能解析は二報の論文として報告した。最初の論文はJBC誌におけるRNA部門のBest of 2014を受賞した。また、大腸菌リボソームの生合成過程においてrRNAメチル化修飾の役割を明確に示した成果はPNAS誌に掲載され、関係者の間で大きな反響があった。

今後の研究の推進方策

化学特性に基づくRNAの作動エレメントを見出すために、個々のRNA分子に含まれる修飾部位を同定する。これまでに見つかっている新規RNA修飾の構造解析を進めるとともに、RNA修飾酵素の同定や生合成機構の解析を続ける。また、修飾酵素のノックアウト細胞やマウスの表現型の解析を進めることにより、RNA修飾が担う生理学的な性質についても探求する。また、mRNAに含まれる修飾部位を網羅的に同定するための技術開発を進め、より確度の高い同定手法を確立する。

研究成果

• [雑誌論文] Iron-sulfur proteins responsible for RNA modifications (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular Cell Research 巻: 1853 ページ: 1272-1283
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2014.12.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Defining fundamental steps in the assembly of Drosophila RNAi enzyme complex (2015)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki, S., Sasaki, H. M., Sakaguchi, Y., Suzuki, T., Tadakuma, H. and Tomari, Y.
  • 雑誌名: Nature 巻: 521 ページ: 533-536
  • DOI: 10.1038/nature14254
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptome-wide identification of adenosine-to-inosine editing using the ICE-seq method (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T., Ueda, H., Okada, S. and Sakurai, M.
  • 雑誌名: Nature Protocol 巻: 10 ページ: 715-732
  • DOI: 10.1038/nprot.2015.037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Biochemical and transcriptome-wide identification of A-to-I RNA editing sites by ICE-seq (2015)
  • 著者名/発表者名: Okada, S., Sakurai, M., Ueda, H. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Methods in Enzymol 巻: 560 ページ: 331-353
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2015.03.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nucleoside analysis by hydrophilic interaction liquid chromatography coupled with mass spectrometry (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, Y., Miyauchi, K., Kang, B. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Methods in Enzymol 巻: 560 ページ: 19-28
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2015.03.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ribosomal RNA methyltransferases contribute to Staphylococcus aureus virulence (2015)
  • 著者名/発表者名: Kyuma, T., Kimura, S., Hanada, Y., Suzuki, T., Sekimizu, K. and Kaito, C.
  • 雑誌名: FEBS Journal 巻: 282 ページ: 2570-2584
  • DOI: 10.1111/febs.13302
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] RlmCD-mediated U747 methylation promotes efficient G748 methylation by methyltransferase RlmAII in 23S rRNA in Streptococcus pneumoniae; interplay between two rRNA methylations responsible for telithromycin susceptibility (2015)
  • 著者名/発表者名: Shoji, T., Takaya, A., Sato, Y., Kimura, S., Suzuki, T. and Yamamoto, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 43 ページ: 8964-8972
  • DOI: 10.1093/nar/gkv609
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Destabilization of microRNA-122 in human cells by 3’ deadenylation mediated by PARN and CUGBP1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Katoh, T., Hojo, H. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 43 ページ: 7521-7534
  • DOI: 10.1093/nar/gkv669
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of gene expression via retrotransposon insertions and the noncoding RNA 4.5S RNAH (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishida, K., Miyauchi, K., Kimura, Y., Mito, M., Okada, S., Suzuki, T. and Nakagawa, S.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 20 ページ: 887-901
  • DOI: 10.1111/gtc.12280
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rectifier of aberrant mRNA splicing recovers tRNA modification in familial dysautonomia (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, M., Kataoka, N., Miyauchi, K., Ohe, K., Iida, K., Yoshida, S., Nojima, T., Okuno, Y., Onogi, H., Usui, T., Takeuchi, A., Hosoya, T., Suzuki, T. and Hagiwara, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 112 ページ: 2764-2769
  • DOI: 10.1073/pnas.1415525112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cdk5rap1-mediated 2-methylthio modification of mitochondrial tRNAs governs precise mitochondrial protein translation and contributes to myopathy in mice and humans (2015)
  • 著者名/発表者名: Wei, F., Zhou, B., Suzuki, T., Miyata, K., Ujihara, Y., Takahashi, N., Xie, P., Michiue, H., Fujimura, A., Kaitsuka, T., Matsui, H., Koga, Y., Mohri, S., Suzuki, T., Oike, Y. and Tomizawa, K.
  • 雑誌名: Cell Metabolism 巻: 21 ページ: 428-442
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2015.01.019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A single methylation of 23S rRNA triggers late steps of 50S ribosomal subunit assembly (2015)
  • 著者名/発表者名: Arai, T., Ishiguro, K., Kimura, S., Sakaguchi, Y., Suzuki, T. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 112 ページ: E4707-E4716
  • DOI: 10.1073/pnas.1506749112
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A complete landscape of post-transcriptional modifications in mammalian mitochondrial tRNAs (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 42 ページ: 7346-7357
  • DOI: 10.1093/nar/gku390
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Discovery of the β-barrel-type RNA methyltransferase responsible for N6-methylation of N6-threonylcarbamoyladenosine in tRNAs (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., Miyauchi, K., Ikeuchi, Y., Thiaville, P.C., de Crecy-Lagard, and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 42 ページ: 9350-9365
  • DOI: 10.1093/nar/gku618
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A single acetylation of 18S rRNA is essential for biogenesis of the small ribosomal subunit in Saccharomyces cerevisiae (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Akamatsu, Y., Noma, A., Kimura, S., Miyauchi, K., Ikeuchi, Y., Suzuki, T. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 26201-26212
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.593996
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Human NAT10 is an ATP-dependent RNA acetyltransferase responsible for N4-acetylcytidine formation in 18S rRNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Ito, S., Horikawa, S., Suzuki, T., Kawauchi, H., Tanaka, Y., Suzuki, T. and Suzuki, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 35724-35730
  • DOI: 10.1074/jbc.C114.602698
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 5-Hydroxymethylcytosine Plays a Critical Role in Glioblastomagenesis by Recruiting the CHTOP-Methylosome Complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Takai, H., Masuda, K., Sato, T., Sakaguchi, Y., Suzuki, T., Suzuki, T., Koyama-Nasu, R., Nasu-Nishimura, Y., Katou, Y., Ogawa, H., Morishita, Y., Kozuka-Hata, H., Oyama, M., Todo, T., Ino, Y., Mukasa, A., Saito, N., Toyoshima, C., Shirahige, K. and Akiyama, T.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 9 ページ: 48-60
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.08.071
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Convergent evolution of AUA decoding in bacteria and archaea (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, T. and Numata, T.
  • 雑誌名: RNA Biology 巻: 11 ページ: 1586-1596
  • DOI: 10.4161/15476286.2014.992281
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Essential RNA acetyltransferase required for ribosome biogenesis and tRNA modification (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: GRC on RNA editing and modification（招待講演）
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2015-03-09
• [学会発表] RNA修飾の多彩な機能と疾患 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 勉
  • 学会等名: 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター学術集会（招待講演）
  • 発表場所: 埼玉医科大学ゲノム医学研究センター、埼玉県日高市
  • 年月日: 2015-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] Mitochondrial diseases caused by deficient tRNA modifications (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: AussieMit2014（招待講演）
  • 発表場所: Perth, Australia
  • 年月日: 2014-12-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A single acetylation of 18S rRNA regulates ribosome biogenesis by sensing cellular energy status (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: Joint Australia and Japan RNA meeting (JAJRNA2014)（招待講演）
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 2014-11-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Biogenesis and function of cyclic t6A and derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Suzuki
  • 学会等名: 25th tRNA conference（招待講演）
  • 発表場所: Kyllini, Greece
  • 年月日: 2014-09-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒトはなぜ病気になるのでしょう？～病気の原因を分子レベルで探る～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 勉
  • 学会等名: 高校生のためのオープンキャンパス2014（招待講演）
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、東京都文京区
  • 年月日: 2014-08-06
  • 招待講演
• [備考] http://rna.chem.t.u-tokyo.ac.jp/