TmRNA系による標的タンパク質の精製と同定の試み

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13878128
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 饗場 弘二 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20025662)
• 研究分担者: 稲田 利文 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (40242812)
• キーワード: SsrA RNA / tmRNA / trans-tranlation / ペプチドタグ / translational readthrough / サプレッサーtRNA / miscoding antibiotics / Lacリプレッサー

研究概要

SsrA RNA(tmRNA)は、何らかの原因でストップコドンを欠くmRNAが生ずると、tRNAとmRNAの双方の働きをしてtrans-translationと呼ばれる反応により、新生ポリペプチド鎖に特異的なペプチドタグを付加し、ポリペプチド鎖はC末端特異的プロテアーゼの標的となり速やかに分解される。本研究は、trans-translationの生理学的意義とその分子機構を理解するための今後の研究の基礎を築くことを目的として行われ、以下の成果を得た。
1)tmRNAによるトランス翻訳の内在性標的の発見
プロテアーゼ耐性のタグを付加できる変異型tmRNAを構築することで、タグが付加されたポリペプチドをウエスタンブロッティングにより直接検出する系を確立した。また、この系を用いて、細胞内で実際にトランス翻訳が頻繁に起こっていること、さらに、tmRNA系の内在性標的の1つがLacリプレッサー(LacI)mRNAであることを発見した。これは、tmRNA系の内在性標的を明らかにした最初の例であり、tmRNA系の生理機能、遺伝子発現制御機能の解明へ向けての大きな一歩である。
2)翻訳のリードスルーによるトランス翻訳反応の促進の発見
サプレッサーtRNAがトランス翻訳を大幅に増大させること、これは、正常な終止コドンのリードスルー産物がトランス翻訳の標的となる結果であること、また、tmRNA系がサプレッサーtRNAによる翻訳上のトラブルの解消に関与していることを発見した。翻訳の誤読を誘起する一群の抗生物質が、正常な終止コドンのリードスルーを引き起こす結果、tmRNA系によるトランス翻訳を増大させること、このことが菌の抗生物質耐性に寄与していることを発見した。

研究成果

• [文献書誌] Kimata, K., Tanaka, Y, Inada, T., Aiba, H.: "Expression of the glucose transporter gene, ptsG, is regulated at the step of mRNA degradation in response to glycolytic flux in Escherichia coli"EMBO J.. 20. 3587-3595 (2001)
• [文献書誌] Ueda, K., Yamamoto, Y., Ogawa, K., Abo, T., Inokuchi, H., Aiba, H.: "Bacterial SsrA system plays a role in coping with unwanted translational readthrough caused by a suppressor tRNA"Genes to cells. (in press). (2002)