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2018 年度 実績報告書

mRNAの局在化に働く新生鎖の機能解析

計画研究

研究領域新生鎖の生物学
研究課題/領域番号 26116006
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

河野 憲二  奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任教授 (50142005)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード蛋白質 / 新生鎖 / 翻訳休止 / 小胞体ストレス応答
研究実績の概要

本研究は,翻訳休止(ポージング)により起こる,翻訳途上蛋白質とリボソームの品質管理機構,また翻訳レベルでの新生鎖とリボソームの生理機能について明らかにすることを目的としている。モデル蛋白質として,哺乳動物細胞の小胞体ストレス応答に重要なXBP1uの翻訳休止によるXBP1u mRNAの小胞体膜への輸送機構と翻訳休止機構を解明する。小胞体膜への輸送のためには、「疎水性領域(HR2)と翻訳休止配列(PS)の2つが必要であり、SRPがHR2に結合するためには翻訳休止することが必要であることを既に明らかにした(Kanda et al., PNAS, 2016)。今年度はPSにより何故翻訳休止が起きるのか、という点に絞り研究を進めた。翻訳休止を起こす時には、PS領域はリボソームトンネル内にあることから、当然rRNAやリボソームタンパク質との直接的相互作用により翻訳休止が起こることが予想された。この相互作用する分子を見出すために、PSと相互作用するリボソームタンパク質を光架橋法と質量分析により検索した。その結果、リボソームトンネル狭窄部位を形成しかつ検出頻度も一番高かったRPL4(uL4)が候補にあがった。新生鎖と相互作用する可能性のあるアミノ酸が既に報告されていたので、このアミノ酸を他のアミノ酸に変えた変異型RPL4を発現する細胞を作成し、XBP1uの翻訳休止に変化が出るかどうかを検討したところ、このアミノ酸がXBP1uの休止に関与しているという結果を得た。この結果はPSとリボソームとのクライオ電顕との結果(Shanmuganathan, et al. Elife, 2018)からも示唆されており、哺乳動物の生理的意義のある翻訳ポージングが、リボソーム蛋白質との相互作用により直接起こる可能性を示した初めての報告になる。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ludwig-Maximilians- Universitat Munchen(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Ludwig-Maximilians- Universitat Munchen
  • [国際共同研究] University of California, San Francisco(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, San Francisco
  • [雑誌論文] Genome-wide survey of ribosome collision.2020

    • 著者名/発表者名
      Han, P., Mito, M., Shichino, Y., Hashimoto, S., Udagawa, T., Kohno, K., Yoshida, M., Mishima, Y., Inada, T., Iwasaki, S.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 31 ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020/107610.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural and mutational analysis of the ribosome-arresting human XBP1u2019

    • 著者名/発表者名
      Shanmuganathan Vivekanandan、Schiller Nina、Magoulopoulou Anastasia、Cheng Jingdong、Braunger Katharina、Cymer Florian、Berninghausen Otto、Beatrix Birgitta、Kohno Kenji、von Heijne Gunnar、Beckmann Roland
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.7554/eLife.46267

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] XBP1u translational pausing requires the interaction between own nascent chain and uL42019

    • 著者名/発表者名
      大古殿美加、曽川愛守榮、柳谷耕太、木俣行雄、河野憲二
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会
  • [学会発表] 重複機能ドメインの解析から得られたXBP1遺伝子の起源と進化2019

    • 著者名/発表者名
      小池雅昭、河野憲二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] XBP1u翻訳休止におけるリボソームタンパク質uL4の関与2019

    • 著者名/発表者名
      大古殿美加、曽川愛守榮、柳谷耕太、木俣行雄、河野憲二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] ヒト細胞小胞体機能の低下を鋭敏に検出するレポーターの開発と応用2019

    • 著者名/発表者名
      八巻聡、河野憲二、稲葉謙次、門倉広
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Conserved overlapping coding frame regulates two types of XBP1 functions.2018

    • 著者名/発表者名
      小池雅俊、河野憲二
    • 学会等名
      新学術若手ワークショップ
  • [学会発表] みなしごサブユニットに対する品質管理因子の発見2018

    • 著者名/発表者名
      柳谷耕太
    • 学会等名
      新学術若手ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] IRE1-XBP1 pathway regulates oxidative proinsulin folding in pancreatic β cells2018

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一、斉藤美知子、門倉広、宮崎純一、田代文、今川佑介、岩脇隆夫、河野憲二
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会
  • [学会発表] Conserved overlapping coding frame regulates two types of XBP1 functions2018

    • 著者名/発表者名
      小池雅昭、河野憲二
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会
  • [学会発表] The role and the mechanism of XBP1u-translational pausing in the ER stress signaling2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kohno
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Requirement of ER stress response for nematode expulsion through mature mucin production by IRE1b specific pathway2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Komatsu, Akio Tsuru, Koubun Yasuda, Tomohiro Yoshimoto, Kenji Nakanishi, Kenji Kohno
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 国際学会
  • [学会発表] XBP1 encodes SRP recognition motif and transactivation domain in a conserved dual-coding frame2018

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Koike, Kenji Kohno
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 国際学会
  • [学会発表] IRE1a-XBP1 pathway regulates oxidative proinsulin folding in pancreatic B cells2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Tsuchiya, Michiko Saito, Hiroshi Kadokura, Jun-ichi Miyhazaki, Takao Iwawaki, Kenji Kohno
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 国際学会
  • [学会発表] XBP1u tranlational pausing requires the interaction between own nascent chain and ribosomal proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Miku Ohfurudono, Ashway Sogawa, Kota Yanagitani, Yukio Kimata, Kenji Kohno
    • 学会等名
      International Symposium on "Proteins; from the Cradle to the Grave"
    • 国際学会
  • [学会発表] The role and mechanism of XBP1u-translational pausing in the ER stress signaling2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kohno
    • 学会等名
      EMBO workshop: Endoplasmic Reticulum function and disease
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of listerin in protein translocation into the endoplasmic reticulum2018

    • 著者名/発表者名
      Ashway Sogawa, Miku Ohfurudono, Kota Yanagitani, Kenji Kohno
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] みなしご蛋白質に対する品質管理因子UBE2Oの発見2018

    • 著者名/発表者名
      Kota Yanagitani, Ramanujan Hegde
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] XBP1u翻訳休止機構と小胞体ストレス下での役割(Molecular mechanism of XBP1u-translational pausing in the ER stress signaling)2018

    • 著者名/発表者名
      大古殿美加、曽川愛守榮、柳谷耕太、河野憲二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
  • [図書] Response and cytoprotective mechanisms against proteotoxic stress in yeast and fungi.2018

    • 著者名/発表者名
      Kimata, Y., Nguyen, T.M.P., Kohno, K.
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      Springer Nature Switzerland
    • ISBN
      978-3-030-00682-2
  • [備考] 河野特任研究プロジェクト

    • URL

      http://www.naist.jp/iri/kouno/

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公開日: 2021-01-27  

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