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2020 年度 実績報告書

リボソームユビキチンコードの分子機構とその普遍性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03977
研究機関東北大学

研究代表者

稲田 利文  東北大学, 薬学研究科, 教授 (40242812)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードユビキチン化 / リボソーム / 翻訳品質管理 / E3ライゲース / クライオ 電子顕微鏡 / リボソーム品質管理
研究実績の概要

細胞の保持する品質管理機構は、異常な遺伝子産物を認識し排除することで遺伝子発現の正確性を保証している。研究代表者は、翻訳停止に起因する品質管理機構を世界に先駆けて発見し分子機構の解明を進めている。昨年までに本研究課題で、翻訳品質管理の標的となる2つのリボソームが衝突して停滞した構造を、クライオ電顕で解明した(EMBO J, 2019)。内在性の停滞配列を世界で初めて発見し、その停滞メカニズムを、構造生物学や遺伝学や生化学的な手法で解明した (NSMB, 2020)。またヒトにおけるRQT複合体を同定した(Sci Rep, 2020)。今年度はRQCならびにリボソームユビキチン化の生理機能の解明を行なった。RQCの機能不全は進行性の神経変性と運動機能障害を引き起し、RQC因子の異常は神経筋疾患や自閉症の患者で確認されている。RQCの機能不全による細胞障害の原因にCATテイル化異常タンパク質の蓄積が関わることを明らかにした(Cell Rep. 2021a)。翻訳の伸長異常を感知する品質管理機構は、タンパク質合成の異常だけでなく、共翻訳的な配送異常も認識し排除する機構を解明した。タンパク質の凝集体形成やミトコンドリアの機能不全に繋がる分泌系タンパク質の配送異常を、RQCがタンパク質の合成段階で識別する予防的なしくみを明らかにした(Cell Rep. 2021b)。リボソームユビキチン化の生理機能について解析を行い、出芽酵母における小胞体ストレス時の新規な翻訳制御機構を発見し、E3ユビキチンライゲースNot4によるリボソームタンパク質eS7のユビキチン化が必須であることを明らかにした(Sci. Rep. 2020)。またmRNA安定性決定機構としてCcr4-NOTが翻訳伸長速度を感知して分解速度を決定する分子基盤を明らかにした(Science, 2020)。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Munich(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Munich
  • [国際共同研究] Case Western Reserve University/University of California, Berkeley(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Case Western Reserve University/University of California, Berkeley
  • [雑誌論文] Failure to degrade CAT-tailed proteins disrupts neuronal morphogenesis and cell survival.2021

    • 著者名/発表者名
      Udagawa1†*, T., Seki1, M., Okuyama1, T., Adachi, S., Natsume, T., Noguchi, T., Matsuzawa, A., Inada, T.
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 34 ページ: 108599

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108599

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The ribosome collision sensor Hel2 functions as preventive quality control in the secretory pathway2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuo, Y.* and Inada, T.*
    • 雑誌名

      Cell Rep.

      巻: 34(12) ページ: 108877

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108599

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The nascent polypeptide in the 60S subunit determines the Rqc2-dependency of ribosomal quality control.2021

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, M., Ebine, S., Shounai, O., Nakajima, S., Tomomatsu, S. Ikeuchi, K., Matsuo, Y., and Inada, T.*
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 49(4) ページ: 2102-2113

    • DOI

      10.1093/nar/gkab005.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ccr4-Not monitors the translating ribosome for codon optimality.2020

    • 著者名/発表者名
      Buschauer, R.1, Matsuo, Y.1, Sugiyama, T., Chen, YH., Alhusaini, N., Sweet, T., Ikeuchi, K., Cheng, J., Matsuki, Y., Gilmozzi, A., Berninghausen, O., Becker, T., Coller, J.*, Inada, T.* and Beckmann, R.*
    • 雑誌名

      Science

      巻: 368 ページ: 281

    • DOI

      10.1126/science.aay6912

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ribosomal protein S7 ubiquitination during ER stress in yeast is associated with selective mRNA translation and stress outcome2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuki, Y., Matsuo, Y., Nakano, Y., Iwasaki, S., Yoko, H., Udagawa, T., Li, S., Saeki, Y., Yoshihisa, T., Tanaka, K., Ingolia. N. T. and Inada, T.*
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 10 ページ: 19669

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76239-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 異常新生ペプチド鎖に対する品質管理機構RQCの誘導調節機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      友松翔太
    • 学会等名
      第19回次世代を担う若手のためのファーマ・バイオフォーラム2020
  • [学会発表] 翻訳開始制御におけるリボソームユビキチン化の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤大志
    • 学会等名
      第19回次世代を担う若手のためのファーマ・バイオフォーラム2020
  • [学会発表] 異常翻訳停滞における翻訳制御機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      友松翔太
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] mRNA品質管理機構NGDにおけるエンドヌクレアーゼCue2のドメイン解析2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊 敦也
    • 学会等名
      第59回日本薬学会東北支部大会
  • [学会発表] Ribosome-associated Quality Control (RQC)におけるuS10のユビキチン修飾の制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      友松翔太
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 60Sサブユニット内の新生鎖の特性が品質管理機構における RQC2依存性を決定する2020

    • 著者名/発表者名
      海老根修平
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] RQC因子による翻訳終結の新規経路2020

    • 著者名/発表者名
      鹿野 真吏亜
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Ribosome collision sensor Hel2 as preventive quality control in the secretory pathway2020

    • 著者名/発表者名
      稲田利文
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Mechanism of ribosome ubiquitination-mediated force quit of translation as preventive quality control in the secretory pathway2020

    • 著者名/発表者名
      稲田利文
    • 学会等名
      CSHL 2020 Quality Control
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学医科学研究所RNA制御学分野

    • URL

      http://www.inada-lab.ims.u-tokyo.ac.jp/publication/

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公開日: 2021-12-27  

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