翻訳マシーンの分子擬態とプリオン特性の研究

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14035207
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中村 義一 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40114590)
• キーワード: 分子擬態 / 翻訳終結 / 解離因子 / ペプチドアンチコドン / 終止コドン / リボソーム再生因子 / 酵母プリオン / 翻訳調節

研究概要

分子擬態に関する研究
1.ペプチド:解離後のリボソーム複合体は再生因子(RRF)と翻訳伸長因子EF-Gの働きにより解体・再生される。RRFタンパク質はtRNAと構造が酷似するため、RRFはtRNAの同じリボソーム部位にエントリーして、tRNAと同様にEF-Gによってリボソーム上で押されて移動し、複合体から解離するというモデルが梶らによって提唱されていた。しかし、EF-GのtRNA転移機能不全変異はRRFの機能に何ら障害を起こさず、モデルの誤りを証明した。
2.大腸菌の中で機能しない異種RRFの活性を回復するようなEF-G変異や異種間キメラ誘導体を分離・解析した結果、RRF・EF-G・リボソームの3者間の協調した作動が重要であることを証明し、それらに関与するRRF機能中心を同定した。
3.これまで構造が明らかでなかった真核生物の2型解離因子eRF3の結晶構造を分裂酵母eRF3を持ちいて世界で初めて明らかにした。通常のGタンパク質と異なり、GTP/GDP間でコンフォメーションの変化は観察されなかった。
酵母プリオンに関する研究
1.酵母eRF3はSUP35遺伝子によりコードされ、そのN末端ドメインのプリオン性ペプチド配列により動物プリオンと共通する特徴を示す。Sup35プリオンの機能不全は終止信号無視である。N末端のプリオンドメインはGln/Asn領域とペプチド反復領域に分離されるが、ペプチド反復配列からGln/Asnを完全に除去した変異体を作成し解析した結果、既存のSup35プリオンとは異なる(シャペロンHsp104非依存性)新種プリオンとなることが分かった。
2.プリオン「株」の違いがプリオン化領域のコンフォメーションの違いとして安定に複製電波・伝搬することを証明し、Conformational Memory概念を提唱した。
3.異種Sup35プリオンは種間障壁(species barrier)により伝搬が阻止される。この種特異性がN末端40アミノ酸領域に規定されることを発見した。

研究成果

• [雑誌論文] NMR structures of double loops of an RNA aptamer against mammalian initiation factor 4A. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T.
  • 雑誌名: Nucl.Acids Res. 33 ページ: 745-754
• [雑誌論文] High affinity RNA for mammalian initiation factor 4E interferes with mRNA-cap binding and inhibits translation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, K.
  • 雑誌名: RNA 11 ページ: 77-89
• [雑誌論文] Crystal structure and functional analysis of the eukaryotic class II release factor eRF3 from S.Pombe. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kong, C.
  • 雑誌名: Mol.Cell 14 ページ: 233-245
• [雑誌論文] Ribosome recycling factor disassembles s the posttermination ribosomal complex independent of the ribosomal translocase activity of elongation factor G. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 53 ページ: 517-528
• [雑誌論文] Heterologous expression of Aquifex aeolicus ribosome recycling factor in Escherichia coli is dominant lethal by forming a complex that lacks functional coordination for ribosome disassembly. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamami, T.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 55 ページ: 150-161
• [雑誌論文] Transient idling of posttermination ribosomes ready to reinitiate protein synthesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Karamyshev, A.L.
  • 雑誌名: Biochimie 86 ページ: 933-938
• [雑誌論文] Altered expression profiles of microRNAs during TPA-induced differentiation of HL-60 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kasashima, K.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 322 ページ: 403-410
• [雑誌論文] RNA aptamers selected against the receptor activator of NF-kappaB acquire general affinity to proteins of the tumor necrosis factor receptor family. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori, T.
  • 雑誌名: Nucl.Acids Res. 32 ページ: 6120-6128
• [雑誌論文] RNAとゲノム・特集にあたって (2004)
  • 著者名/発表者名: 中村義一
  • 雑誌名: RNAとゲノム(中村義一編)、ゲノム医学 4 ページ: 360-361
• [雑誌論文] RNAとゲノム・概論 (2004)
  • 著者名/発表者名: 大内将司, 中村義一
  • 雑誌名: RNAとゲノム(中村義一編)、ゲノム医学 4 ページ: 365-370
• [雑誌論文] RNAルネッサンス (2004)
  • 著者名/発表者名: 中村義一, 塩見春彦
  • 雑誌名: 躍進するRNA研究(中村義一, 塩見春彦編)、実験医学 22 ページ: 2368-2377
• [雑誌論文] RNAアプタマーの応用展開 (2004)
  • 著者名/発表者名: 小黒明広, 中村義一
  • 雑誌名: 躍進するRNA研究(中村義一, 塩見春彦編)、実験医学 22 ページ: 2529-2533
• [雑誌論文] RNAとプリオン (2004)
  • 著者名/発表者名: Colin G.Crist, 小玉裕之, 中村義一
  • 雑誌名: 躍進するRNA研究(中村義一, 塩見春彦編)、実験医学 22 ページ: 2573-2581
• [雑誌論文] 翻訳終結機構 (2004)
  • 著者名/発表者名: 伊藤耕一
  • 雑誌名: 躍進するRNA研究(中村義一, 塩見春彦編)、実験医学 22 ページ: 2408-2412
• [図書] 生命科学(柳田充弘, 佐藤文彦, 石川冬木編) (2004)
  • 著者名/発表者名: 小黒明広, 中村義一
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] ヒトゲノム(榊佳之他編)、Molecular Medicine (2004)
  • 著者名/発表者名: 大内将司, 中村義一
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 中山書店