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2018 年度 実績報告書

新生ポリペプチド鎖によるリボソーム開裂現象の生理的意義と分子メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15062
研究機関東京工業大学

研究代表者

茶谷 悠平  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (30794383)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードリボソーム / 翻訳 / タンパク質合成 / 遺伝子発現 / 新生ポリペプチド鎖 / tRNA
研究実績の概要

本研究計画は、負電荷アミノ酸を連続的に翻訳することでリボソームが不安定化し、翻訳が途上終結するIRD(Intrinsic Ribosome Destabilization)現象の分子メカニズムを解明することを目的とする。目的達成のため、1)超低温電子顕微鏡観察による構造解析、2)遺伝学的アプローチの二方面から研究を遂行した。1)については、一年度目で電子顕微鏡観察用のサンプル調整に解決困難な問題があることが判明したため、最終年度では特に2)にフォーカスした実験を推進した。その結果IRDによる翻訳途上終結は、負電荷アミノ酸モチーフに先んじて翻訳されていた新生ポリペプチド鎖それ自身によって抑制されることを見出した。さらに解析を進めたところ、新生ポリペプチド鎖による翻訳複合体の安定化は、mRNA - tRNA間のコドン - アンチコドン相互作用を介して発生しており、翻訳途上のリボソーム複合体にのみ含まれるmRNA / tRNA / 新生ポリペプチド鎖の三者が擬似的にサブユニット間ブリッジとして機能し、無用な翻訳途上終結の予防に寄与していることを見出した。一方でIRDはmRNA - tRNA間のコドンアンチコドン相互作用を破断することで、翻訳途上のリボソーム複合体を不安定化させている可能性が強く示唆された。以上の結果は、リボソームが開始コドンから終止コドンまでを連続的に翻訳し、その最終産物の品質を保証する機構が合成産物自身である新生ポリペプチド鎖そのものに備わっていたという革新的概念だと考えられる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 翻訳伸長ダイナミクスと新生鎖フォールディング2019

    • 著者名/発表者名
      田口 英樹、茶谷 悠平、丹羽 達也
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] 終止コドンに依らず翻訳を途中終了させる酸性アミノ酸の連続配列2018

    • 著者名/発表者名
      田口 英樹、茶谷 悠平、千葉 志信、伊藤 維昭
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 76 ページ: 239-241

  • [雑誌論文] 翻訳途上の新生ポリペプチド鎖が引き起こすリボソームの不安定化とその生理的意義2018

    • 著者名/発表者名
      茶谷 悠平、千葉 志信、伊藤 維昭、田口 英樹
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 36 ページ: 1364-1367

  • [学会発表] Intrinsic Ribosome Destabilization Underlies Translation and Provides an Organism with a Strategy of Environmental Sensing.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Chadani, Tatsuya Niwa, Takashi Izumi, Nobuyuki Sugata, Asuteka Nagao, Tsutomu Suzuki, Shinobu Chiba, Koreaki Ito and Hideki Taguchi
    • 学会等名
      Ribosome meeting 2019
    • 国際学会
  • [備考] 合成途上のタンパク質が故意に合成を中断する現象を発見 ―細胞内の環境変化を感知する新たなしくみ―

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2017/039773.html

  • [備考] 翻訳の途上の新生ポリペプチド鎖がひき起こすリボソームの不安定化および環境のセンサーとしての利用

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/17459

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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