tmRNAによるトランス翻訳機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14035201
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 武藤 あきら 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (80034635)
• 研究分担者: 饗場 弘二 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20025662)
• キーワード: tmRNA / トランス翻訳 / tRNA / mRNA / リボソーム / 大腸菌 / 枯草菌 / タンパク質分解

研究概要

平成14年度には次の結果を得た。
1)大腸菌においてトランス翻訳に必須の因子SmpBは、細胞内でtmRNAと結合し、(1)その安定化に働く、(2)tmRNAのアミノ酸結合能を高める、(3)リボソームへの結合を助ける、という複数の機能をもつ事を明らかにした。(Hanawa-Suetugu et al.,2002)
2)枯草菌tmRNAは大腸菌中でも正常にトランス翻訳反応を行うことを、その産物のマススペクトル解析を用いて明らかにし、両者の細胞中で同一のメカニズムでタグ合成が起きることを明らかにした。(Ito et al.,2002)。
3)枯草菌においてトランス翻訳反応産物を検出する系を確立した。それにより、高温ストレス下ではより頻繁にトランス翻訳が起きることが確認された。また培養条件により反応の標的となるタンパク質の種類が変わることが判明、さらに高温と常温とで標的となるタンパク質の種類を数個づつ同定した。(Fujihara et al.,2002)。
4)大腸菌suppressor株でトランス翻訳が高頻度で起こること、supC ssrA2重変異株では、細胞の生育が顕著に抑制されることを発見した。tmRNAの内在性標的の実体と翻訳のリードスルーに対応する品質管理システムとしてtmRNA系の役割を明らかにした。(Ueda et al.,2002)。
5)ストレプトマイシンやカナマイシンなどの抗生物質が、trans-translationを広範に引き起こすこと、tmRNA系がこれらの抗生物質に対する細胞の抵抗性に寄与していることを見いだした。(Abo et al.,2002)。
6)mRNA上の正常な終止コドン自体が、新生ペプチドのC末端のアミノ酸配列に依存してtrans-translationの標的になりうることを発見した。(Sunohara et al.,2002)

研究成果

• [文献書誌] A.Fujihara, H.Tomatsu, S.Inagaki, C.Ushida, H.Himeno, A.Muto: "Detection of tmRNA-mediated trans-translation products in Bacillus subtilis"Genes to Cells. 7. 343-350 (2002)
• [文献書誌] K.Hanawa-Suetsugu, H.Himeno, A.Muto: "SmpB functions in various steps of trans-translation"Nucleic Acids Research. 30. 1620-1629 (2002)
• [文献書誌] K.Ito, T.Tadaki, S.Lee, K.Takada, A.Muto, H.Himeno: "Trans-translation mediated by Bacillus subtilis tmRNA"FEBS Letters. 516. 245-252 (2002)
• [文献書誌] K.Ueda, Y.Yamamoto, K.Ogawa, T.Abo, H.Inokuchi, H.Aiba: "Bacterial SsrA system plays a role in coping with unwanted translational readthrough caused by suppressor tRNAs"Genes to Cells. 7. 509-519 (2002)
• [文献書誌] T.Abo, K.Ueda, T.Sunohara, K.Ogawa, H.Aiba: "SsrA-mediated protein tagging in the presence of miscoding drugs and its physiological role in Escherichia coli"Genes to Cells. 7. 629-638 (2002)
• [文献書誌] T.Sunohara, T.Abo, T.Inada, H.Aiba: "The C-terminal amino acid sequence of nascent peptide is a major determinant of SsrA tagging at all three stop codons"RNA. 8. 1416-1427 (2002)