• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

ミトコンドリアtRNA修飾の分子基盤及び生理機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K08178
研究機関熊本大学

研究代表者

魏 范研  熊本大学, その他の研究科, 講師 (90555773)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードミトコンドリア / tRNA / 修飾 / 翻訳
研究実績の概要

平成27年度において、Cdk5rap1によってチオメチル化修飾されるmt-tRNAの同定及びチオメチル化修飾の分子機能の探索を中心に研究を行った。
Cdk5rap1によって修飾されるmt-tRNAを検討するため、Cdk5rap1欠損マウス及び野生型マウスからmt-tRNAを単離し、質量分析法によって修飾の同定を試みた。その結果、Cdk5rap1欠損マウスでは、mt-tRNA(Phe), mt-tRNA(Tyr), mt-tRNA(Trp)及びmt-tRNA(SerUCN)の37位のアデノシンにおいてチオメチル化修飾が消失していることを突き止めた。即ち、Cdk5rap1が上記4種類のmt-tRNAを特異的に修飾することが明らかになった。
一方、Cdk5rap1によるチオメチル化修飾の分子機能を検討するために、大腸菌を用いたレポーターシステムを利用した。具体的には、ルシフェーゼmRNAの開始コドンのすぐ後に、テストコドン及び終止コドンを人為的に挿入した。tRNAがテストコドンにおいてコドンとの結合が揺らぎ、終止コドンが読み飛ばされる(誤翻訳)時にのみルシフェラーゼが正しく翻訳されるプラスミドを作製した。大腸菌ではPhe、Tyr、Trp及びSerコドンに対応するtRNAがチオメチル化されるため、上記4種類のコドンをテストコドンとするルシフェラーゼレポータープラスミドを構築した。同プラスミドをCdk5rap1の大腸菌ホモログであるMiaBを欠損する大腸菌に導入し、ルシフェラーゼ活性を測定した結果、Phe、Tyr、Trp及びSerコドンにおいてルシフェラーゼの活性が顕著に高かった。即ち、チオメチル化修飾の欠損が誤翻訳を誘発していた。
以上の結果から、Cdk5rap1がミトコンドリアにおいてmt-tRNA(Phe), mt-tRNA(Tyr), mt-tRNA(Trp)及びmt-tRNA(SerUCN)をチオメチル化すること、さらに、チオメチル化修飾が上記4種類のコドンにおける翻訳に必要であることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成27年度においてCdk5rap1によってチオメチル化修飾されるmt-tRNAを同定し、さらに、チオメチル化修飾が正確な翻訳に必要であることを明らかにした。当初の計画通りにCdk5rap1を分子機能を明らかにすることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は当初の計画通りに、In vivoにおけるCdk5rap1の生理機能を検討する予定である。具体的には、Cdk5rap1欠損マウス由来の細胞を用いてミトコンドリア内のタンパク質翻訳を検討するとともに、Cdk5rap1欠損マウスの心筋や骨格筋のミトコンドリア呼吸活性を解析する予定です。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Cdk5rap1-mediated 2-methylthio modification of mitochondrial tRNAs governs protein translation and contributes to myopathy in mice and humans.2015

    • 著者名/発表者名
      Wei FY, Zhou B, Suzuki T, Miyata K, Ujihara Y, Horiguchi H, Takahashi N, Xie P, Michiue H, Fujimura A, Kaitsuka T, Matsui H, Koga Y, Mohri S, Suzuki T, Oike Y, Tomizawa K.
    • 雑誌名

      Cell Metabolism

      巻: 21 ページ: 428-442

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2015.01.019.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A cautionary tale: the non-causal association between type 2 diabetes risk SNP, rs7756992, and levels of non-coding RNA, CDKAL1-v1.2015

    • 著者名/発表者名
      Locke JM, Wei FY, Tomizawa K, Weedon MN, Harries LW.
    • 雑誌名

      Diabetologia

      巻: 58 ページ: 745-748

    • DOI

      10.1007/s00125-015-3508-9.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Possible role of cortactin phosphorylation by protein kinase Cα in actin-bundle formation at growth cone.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamada H, Kikuchi T, Masumoto T, Wei FY, Abe T, Takeda T, Nishiki T, Tomizawa K, Watanabe M, Matsui H, Takei K.
    • 雑誌名

      Biology of the Cell

      巻: 107 ページ: 319-330

    • DOI

      10.1111/boc.201500032.

    • 査読あり
  • [学会発表] Functional characterization of FTSJ1, a X-linked mental retardation-related gene2016

    • 著者名/発表者名
      Yu Nagayoshi, Fan-Yan Wei, Taku Kaitsuka, Suzuki Takeo, Suzuki Tsutomu and Kazuhito Tomizawa
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-22
  • [学会発表] tRNA修飾異常によるX染色体連鎖性精神遅滞の 発症分子メカニズムの解析2015

    • 著者名/発表者名
      魏 范研,、永芳 友、平田 翔児、鈴木 健夫、鈴木 勉、富澤 一仁
    • 学会等名
      第17回日本RNA学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-07-17
  • [図書] 細胞工学2015

    • 著者名/発表者名
      魏范研、富澤一仁
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      秀潤社

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi