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2022 年度 実績報告書

翻訳開始因子eIF4A1とグルタミン代謝による協調的な発現制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 21K15023
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

七野 悠一  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (40748365)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード翻訳 / 代謝 / 翻訳開始 / グルタミン / 次世代シーケンサー
研究実績の概要

細胞は外界の変化に応じ、翻訳と代謝をダイナミックに制御する。両者の協調的な制御は環境変化に適応するために必須であると考えられているが、その機構には不明な点が多い。前年度までに、翻訳開始因子eIF4A1のノックアウト細胞をグルタミンが不安定な条件で培養するとその増殖が顕著に低下する、という現象を見出し、その原因の候補遺伝子としてODC1を同定していた。ODC1はポリアミン合成の律速段階を担う酵素の遺伝子であり、実際、メタボローム解析からeIF4A1ノックアウトとグルタミン飢餓によってポリアミン量が低下することがわかった。そこで、野生型の細胞を候補遺伝子の特異的阻害剤で処理したところ、グルタミンが不安定な条件における生育が低下し、候補遺伝子がグルタミン依存性の原因であることが示唆された。また、ODC1の5’側非翻訳領域(5’ UTR)を結合させたレポーター遺伝子を作成し、様々に変異を導入することで翻訳制御に重要な配列モチーフを探索したところ、二次構造とupstream open reading frame(uORF)の両方が翻訳に対して抑制的に働いていることがわかった。
並行してeIF4A1とアミノ酸全般の飢餓との関連についても解析を進めた。生育環境からアミノ酸が枯渇すると特定のmRNAの翻訳が著しく低下することが知られている。しかし、eIF4A1ノックアウト細胞では翻訳低下しにくくなっていることを発見した。また、アミノ酸飢餓時の生育低下についても抑圧されていた。すなわち、前述の表現型はグルタミン特異的なものであることが示唆された。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Berkeley
  • [雑誌論文] ILF3 prion-like domain regulates gene expression and fear memory under chronic stress2023

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Akira、Shichino Yuichi、Fujii Kazuki、Koshidaka Yumie、Adachi Mayumi、Sasagawa Eri、Mito Mari、Nakagawa Shinichi、Iwasaki Shintaro、Takao Keizo、Shiina Nobuyuki
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 ページ: 106229~106229

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106229

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Minimal upstream open reading frame of Per2 mediates phase fitness of the circadian clock to day/night physiological body temperature rhythm2023

    • 著者名/発表者名
      Miyake Takahito、Inoue Yuichi、Shao Xinyan、Seta Takehito、Aoki Yuto、Nguyen Pham Khanh Tien、Shichino Yuichi、Sasaki Junko、Sasaki Takehiko、Ikawa Masahito、Yamaguchi Yoshiaki、Okamura Hitoshi、Iwasaki Shintaro、Doi Masao
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 ページ: 112157~112157

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112157

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A parasitic fungus employs mutated eIF4A to survive on rocaglate-synthesizing Aglaia plants2023

    • 著者名/発表者名
      Chen Mingming、Kumakura Naoyoshi、Saito Hironori、Muller Ryan、Nishimoto Madoka、Mito Mari、Gan Pamela、Ingolia Nicholas T、Shirasu Ken、Ito Takuhiro、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12 ページ: e81302

    • DOI

      10.7554/eLife.81302

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thor-Ribo-Seq: ribosome profiling tailored for low input with RNA-dependent RNA amplification2023

    • 著者名/発表者名
      Mito Mari、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2023.01.15.524129

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravitational and mechanical forces drive mitochondrial translation through the cell adhesion?FAK axis2023

    • 著者名/発表者名
      Wakigawa Taisei、Kimura Yusuke、Mito Mari、Tsubaki Toshiya、Saito Hironori、Khan Abdul Haseeb、Yamamori Tohru、Yamazaki Tomokazu、Higashibata Akira、Tsuboi Tatsuhisa、Saito Taku、Higashitani Atsushi、Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2023.01.18.524628

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multifarious Translational Regulation during Replicative Aging in Yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Tianyu、Chida Asaka、Shichino Yuichi、Choi Dongwoo、Mizunuma Masaki、Iwasaki Shintaro、Ohya Yoshikazu
    • 雑誌名

      Journal of Fungi

      巻: 8 ページ: 938~938

    • DOI

      10.3390/jof8090938

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compounds for selective translational inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Shichino Yuichi、Iwasaki Shintaro
    • 雑誌名

      Current Opinion in Chemical Biology

      巻: 69 ページ: 102158~102158

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2022.102158

    • 査読あり
  • [学会発表] Novel repressive role of eIF4A1 during mTORC1 inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino
    • 学会等名
      第60回生物物理学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 翻訳開始因子eIF4A1はLARP1による翻訳抑制を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      七野悠一,水戸麻理,柏木一宏,高橋真理,伊藤拓宏,Nicholas T. Ingolia,岩崎信太郎
    • 学会等名
      日本プロテオーム学会2022年大会
    • 招待講演
  • [学会発表] eIF4A1 facilitates LARP1-mediated translation repression during mTORC1 inhibition2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Shichino,Mari Mito,Kazuhiro Kashiwagi,Mari Takahashi,Takuhiro Ito,Nicholas T. Ingolia,Shintaro Iwasaki
    • 学会等名
      第22回日本RNA学会年会
  • [備考] プリオン様ドメインがストレス下でもマウスの不快記憶形成を可能にすることを発見

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230330_2/index.html

  • [備考] 翻訳阻害剤を介した、植物と糸状菌間の生存競争

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230228_2/

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公開日: 2023-12-25  

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