変異型リボソームの分離によるトランス翻訳の分子機構の解析

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16570144
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 稲田 利文 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (40242812)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: ノンストップmRNA / mRNA品質管理 / 翻訳終結 / ペプチジル-tRNA / リボソーム / ペプチド鎖解離反応

研究概要

情報を正確に発現する為に、細胞はmRNAの品質を厳密に監視して不良品を速やかに除去するサーベイランス機構を保持している。例えば、終止コドンを含まないmRNA(以下ノンストップmRNA)由来の遺伝子産物を積極的に排除するシステムは、生物種を超えて存在する。原核生物では、トランス翻訳と呼ばれる機構により異常タンパク質が分解される。真核生物においては、ノンストップmRNAを分解する系が最近発見され、3'→5'方向の分解が主要な役割を果たすことが示された。我々は、酵母を材料として真核生物におけるノンストップmRNAの翻訳とmRNA分解機構について解析し、ノンストップmRNAの翻訳抑制と5'→3'方向の分解の関与を明らかにした。また我々は、大腸菌においてノンストップmRNA由来のタンパク質の発現レベルをtmRNA非存在下で検討し、終止コドンを持つmRNAと比較してほぼ同程度であることを見出した。これは、原核生物においてはノンストップmRNAの翻訳が抑制されない為、トランス翻訳による積極的な異常タンパク質の排除機構が必要となる可能性を示唆していた。これらの結果を踏まえ、平成17年度には、大腸菌におけるポリソーム解析を行い、ノンストップmRNAの翻訳効率を直接生体内で解析した。その結果、ノンストップmRNAが正常なmRNAと同様の効率で翻訳されることを明らかにした。これは生体内において、終止コドン非依存の翻訳終結が正常な翻訳終結と同等の効率で起こる事を初めて示したものである。

研究成果

• [雑誌論文] Translation of aberrant mRNAs lacking a termination codon or with a shortened 3'-UTR is repressed after initiation in yeast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 1584-1595
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Implication of membrane localization of target mRNA in the action of a small RNA : mechanism of post-transcriptional regulation of glucose transporter in Escherichia coli. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, H., Morita, T., Shimizu, A., Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: Genes Dev. 19 ページ: 328-338
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Translation of aberrant mRNAs lacking a termination codon or with a shortened 3'-UTR is repressed after initiation in yeast. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inada, T.^*, Aiba, H.(^*corresponding author)
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 1584-1595
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Post-transcriptional regulation of HO expression by the Mkt1-Pbp1 complex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tadauchi, T., Inada, T., Matsumoto, K., Irie, K.
  • 雑誌名: Mol. Cell Biol. 24 ページ: 3670-3681
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ribosome stalling during translation elongation induces cleavage of mRNA being translated in Escherichia coli (2004)
  • 著者名/発表者名: Sunohara, T., Jojima, K., Tagami, H., Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 15368-15375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nascent peptide-mediated ribosome stalling at stop codons induces mRNA cleavages resulting in nonstop mRNAs that are recognized by tmRNA. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sunohara, T., Jojima, K., Yamamoto, Y., Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: RNA 10 ページ: 378-386
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enolase in the RNA degradosome plays a crucial role in the rapid decay of glucose transporter mRNA in the response to phosphosugar stress in Escherichia coli (2004)
  • 著者名/発表者名: Morita, T., Kawamoto, H., Mizota, T., Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol. 54 ページ: 1063-1075
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Enolase in the RNA degradosome plays a crucial role in the rapid decay of glucose transporter mRNA in the response to phosphosugar stress in Escherichia coli (2004)
  • 著者名/発表者名: Morita, T., Kawamoto, H., Mizota, T., Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: Mol.Microbiol. 54 ページ: 1063-1075
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Post-transcriptional regulation of HO expression by the Mkt1-Pbp1 complex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tadauchi, T^*., Inada, T.^*, Matsumoto, K., Irie, K.(^*equally contribution)
  • 雑誌名: Mol.Cell Biol. 24 ページ: 3670-3681
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ribosome stalling during translation elongation induces cleavage of mRNA being translated in Escherichia coli. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sunohara, T., Jojima, K., Tagami, H., Inada, T., Aiba, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 15368-15375
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] ゲノム医学特別増刊、『RNA研究の新展開』「mRNA品質管理機構における翻訳の新たな役割」 (2004)
  • 著者名/発表者名: 稲田利文
  • 総ページ数: 132-137
  • 出版者: 羊土社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より