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2013 年度 実績報告書

停滞がもたらすリボソーム新機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J02403
研究機関京都産業大学

研究代表者

茶谷 悠平  京都産業大学, 総合生命科学部, 特別研究員(PD)

キーワードリボソーム / ポリペプチジルtRNA / 翻訳伸長 / 翻訳アレスト / 翻訳制御 / タンパク質 / タンパク質フォールディング
研究概要

近年、タンパク質フォールディングや、品質管理機構など様々な研究分野からその重要性が明らかにされつつあるタンパク質の翻訳途上鎖の動態の全容を明らかにするため、大腸菌翻訳途上鎖の網羅的解析を行った。大腸菌1042遺伝子にっいて、再構成無細胞翻訳系PUREsystem、および細胞内での翻訳伸長パターンを記述し、翻訳アレストについて、発生箇所、強度、PTC活性の状態などについて情報を取得した。全体で4002箇所において翻訳の停滞を示すシグナルが観察され、細胞内だけで生じるものがうち536箇所、PUREsystemのみで観察されるものが1370箇所、両条件で再現されたものは2096箇所であった。アレストが全く観察されない遺伝子は62遺伝子のみであった。検出されたシグナルが実際に翻訳アレストによって生じたものかを検討するため、secA遺伝子のN末端に見られるシグナルに関して詳細に解析した。結果、Glu42, Leu43, Gly45がP-siteに位置した時に翻訳が停滞していることがわかった。その他、yaaX, yagNに見られる強固なシグナルについても解析したところ、それぞれプロリン連続配列とプロリンに富む部位で翻訳が停滞していた。yaaXのシグナルは近年報告されたEF-Pによる翻訳停滞解除機構により解消された。一方yagNのシグナルはEF-Pによっては解消されなかった。このことから、yagNはプロリン連続配列とは異なるメカニズムで翻訳アレストを起こしているものと考えられる。以上の結果から、今回見出された4002のシグナルは、翻訳の停滞によって生じた可能性が高いと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

翻訳途上鎖を解析してデータベース化を行い、個々の事例に関して翻訳アレストの発生を確認することで、翻訳アレストが一般的な生理現象であることは解明できた。しかし、今年度目標としていた、統計解析によって有意な情報を引き出すには至っていない。また、ribosome profiling法との統合も、現状は満足のできるレベルでは行えていない。

今後の研究の推進方策

本研究をより完成形に近づけるため、①peptidyl-tRNAの質量分析法の開発、②統計手法の本格導入、③ribosome profiling専門家との共同研究を推進する。①に関しては一年度目に開発したpeptidyl-tRNA濃縮法と今年度実施した標的タンパク質由来のpeptidyl-tRNA濃縮法を組み合わせ、tRNAが連結した特定タンパクのpeptidyl-tRNA分子を精製し、質量分析を行う。②に関しては、移動先である東京工業大学田口英樹教授、丹羽達也助教の協力、指導のもと推進する。③に関しては慶応大学中東憲治准教授との共同研究を今後行っていく予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 大腸菌翻訳途上鎖の網羅的解析2013

    • 著者名/発表者名
      茶谷悠平、千葉志信、伊藤維昭
    • 学会等名
      日本遺伝学会第85回大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2013-09-20
  • [学会発表] 合成途上鎖の解析による翻訳伸長過程の全容解明に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      茶谷悠平、千葉志信、伊藤維昭
    • 学会等名
      第7回細菌学若手コロッセウム
    • 発表場所
      広島市
    • 年月日
      2013-08-09
  • [学会発表] ArfA (YhdL)/RF2 and ArfB (YaeJ)-mediated alternative ribosome rescue systems in Escherichia coli2013

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Chadani, Tatsuhiko Abo
    • 学会等名
      Ribosomes Conference 2013
    • 発表場所
      Napa Valley, California, USA
    • 年月日
      2013-07-11
  • [学会発表] 合成途上鎖の解析による翻訳伸長過程の全容解明に向けて2013

    • 著者名/発表者名
      茶谷悠平、千葉志信、伊藤維昭
    • 学会等名
      第10回 21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      静岡県修善寺ラフォーレ修善寺
    • 年月日
      2013-06-21

URL: 

公開日: 2015-07-15  

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