寄生性線虫を用いた線形動物のミトコンドリア蛋白質合成系の解析

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15590365
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 渡邊 洋一 東京大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (90323568)
• 研究分担者: 神谷 晴夫 弘前大学, 医学部, 教授 (70002079) ; 北 潔 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (90134444) ; 大槻 高史 岡山大学, 工学部, 講師 (80321735)
• キーワード: 線形動物 / ミトコンドリア / タンパク質合成 / tRNA / EF-Tu

研究概要

動物ミトコンドリア(mt)DNAにコードされるtRNAは、一般的なtRNAに比べ、構造が単純化したものを含んでいる。特に、ブタカイチュウや自由生活性のセンチュウCaenorhabditis elegansなどのある種の線形動物のmt tRNAには、一般的なtRNAに見られるクローバーリーフ型二次構造を形成できるものが一つも存在せず、代わりにTアームを失ったtRNAが20種、Dアームを失ったtRNAが2種存在する。一方、アミノ酸を受容したtRNAはペプチド延長因子EF-Tuと結合し、リボソームに運ばれタンパク質合成に参加する。我々は、C.elegansにはEF-Tuが2種類存在し、それぞれ、二つの異なるタイプのtRNAに適応進化し、どちらか一方のタイプのtRNAとのみ結合できること、どちらも一般的なtRNAとの結合能を失っていることを見出した。一方、線形動物のセンモウチュウmtにはTアームを失ったtRNA、Dアームを失ったtRNAに加え、一般的なクローバーリーフ型tRNAも存在する。すなわち、センモウチュウmt tRNAは他の動物mt tRNAからC.elegans mt tRNAの状態に移行する中間段階にあるといえる。そこで、センモウチュウにおいてEF-Tuは3つの異なるタイプのtRNAをどのように認識しているのかを解析するため、我々はセンモウチュウEF-TuのcDNAクローニングを試みた。その結果、センモウチュウは少なくとも2種の異なるEF-Tuを持つことが分かった。配列の系統学的解析から、これら2種のEF-TuはC.elegansのEF-Tuのどちらか一方と進化的に近縁関係にあることが分かった。また、EF-Tu中のtRNA結合部位の比較から、センモウチュウのEF-Tuの一方はTアームのないtRNAと、もう一方はDアームのないtRNAと結合することが予測された。

研究成果

• [文献書誌] Adachi A et al.: "Complementation of Escherichia coli ubiF mutation by Caenorhabditis elegans CLK-1, a product of the longevity gene of the nematode worm."FEBS Letters. 543. 174-178 (2003)
• [文献書誌] 渡辺, 大槻, 鈴木: "ミトコンドリアの翻訳システム"蛋白質核酸酵素. 48. 365-374 (2003)
• [文献書誌] Kurahata et al.: "Quick two-step RNA ligation employing periodate oxidation"Nucleic Acids Research. 31. E145 (2003)
• [文献書誌] Higurashi et al.: "Identification and characterization of an intermediate in the alkali degradation of (6-4) photoproduct-containing DNA"Journal of Biological Chemistry. 278. 51968-51973 (2003)
• [文献書誌] Ishita K. et al.: "Immunodiagonosis of trichinellosis by using muscle stage larval sections."Hirosaki Medical Journal. 53. 43-48 (2004)
• [文献書誌] Miyadera et al.: "Atpenins, potent and specific inhibitors of mitochondrial complex II (succinate-ubiquinone oxidoreductase)."Proceedings of the National Academy of Sciences, USA. 100. 473-477 (2003)