細胞内タンパク質ターンオーバーの網羅的解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20310117
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 中東 憲治 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 准教授 (70322740)
• 研究分担者: 石濱 泰 京都大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (30439244)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: ゲノム発現 / タンパク質ターンオーバー / 翻訳 / タンパク質分解

研究概要

細胞内に存在するタンパク質のターンオーバー(タンパク質の合成レート及び分解レート、mRNAの翻訳効率)を網羅的に測定する手法を構築した。この手法で大腸菌細胞中の1500種以上のタンパク質のターンオーバーを解析したところ、5%程度の例外を除いて、ほとんどのタンパク質はきわめて安定なことが分かった。嫌気条件から好気条件のように代謝酵素のレベルが大きく変わる場合でも、不要な酵素が分解されることなく存在し続けており、環境に応じたプロテオームの構成変化は合成量の変化によって主に行われていた。

研究成果

• [雑誌論文] A systematic survey of in vivo obligate chaperonin-dependent substrates. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara K, Ishihama Y, Nakahigashi K, Soga T, Taguchi H
  • 雑誌名: EMBO J 29(9) ページ: 1552-1564
  • 査読あり
• [雑誌論文] 13C-metabolic flux analysis for batch culture of Escherichia coli and its Pyk and Pgi gene knockout mutants based on mass isotopomer distribution of intracellular metabolites (2010)
  • 著者名/発表者名: Toya Y, Ishii N, Nakahigashi K, Hirasawa T, Soga T, Tomita M, Shimizu K
  • 雑誌名: Biotechnol Prog 26(4) ページ: 975-992
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic phenome analysis of Escherichia coli multiple-knockout mutants reveals hidden reactions in central carbon metabolism (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakahigashi K, Toya Y, Ishii N, Soga T, Hasegawa M, Watanabe H, Takai Y, Honma M, Mori H, Tomita M
  • 雑誌名: Mol Syst Biol 5 ページ: 306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Update on the Keio collection of Escherichia coli single-gene deletion mutants (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N, Nakahigashi K, Nakamichi T, Yoshino M, Takai Y, Touda Y, Furubayashi A, Kinjyo S, Dose H, Hasegawa M, Datsenko KA, Nakayashiki T, Tomita M, Wanner BL, Mori H
  • 雑誌名: Mol Syst Biol 5 ページ: 335
  • 査読あり
• [学会発表] Degradation and turnover of protein in growing and non-growing E. coli cell after environmental perturbation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakahigashi, Yasushi Ishihama, Toya Yoshihiro, Masaru Tomita
  • 学会等名: BMB2010
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Comprehensive analysis of protein turnover (and its effect on metabolic simulation). (2010)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakahigashi
  • 学会等名: UK-Japan Symposium of Systems and Synthetic Biology
  • 発表場所: Guildford UK
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Comprehensive analysis of protein turnover in aerobic and anaerobic continuous culture of E. coli (2009)
  • 著者名/発表者名: 中東憲治, 石濱泰, 本間雅之, 高井幸, 冨田勝
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Systematic phenome analysis of E. coli multiple-knockout mutants reveals hidden reactions in central carbon metabolism (2009)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakahigashi
  • 学会等名: UK-Japan Symposium of Systems Biology
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] Robustness of bacterial metabolic network. Views from Multi-Omics analysis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakahigashi
  • 学会等名: Design and Engineering of Microbial Genomes Academia Sinica Workshop
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2008-11-26
• [学会発表] Multi-Omics解析からてくるバクテリア代謝の頑強性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中東憲治
  • 学会等名: 第18回玉川微生物資源ワークショップ
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] Protein-turnoveromics ; global analyses of protein turnover in E. coli (2008)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nakahigashi, Yasushi Ishihama, Nobuyuki Ishii, Masaru Tomita
  • 学会等名: IECA2008
  • 発表場所: Hixton UK
  • 年月日: 2008-09-26
• [図書] In Systems biology and biotechnology of Escherichia coli.(Yup LS ed)(Resources for Escherichia coli Systems Biology) (2009)
  • 著者名/発表者名: Mori H, Yamamoto N, Dose H, Nakahigashi K, Datsenko KA, Wanner BL
  • 総ページ数: 87-97
  • 出版者: Springer
• [図書] 遺伝子医学MOOK(マルチオミクス(multi-omics)解析で見えてきた大腸菌の遺伝・環境変化に対する応答機構, 16)
  • 著者名/発表者名: 中東憲治、冨田勝
  • 総ページ数: 52-158
  • 出版者: 株式会社メディカルドウ
• [備考] 現在、ecoli multiomics-database上に、可視化したデータを公開する準備中である
  • URL: http://ecoli.iab.keio.ac.jp/