新生ポリペプチド鎖依存の翻訳アレストにおけるＲＡＣＫ１の機能解明

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22370062
• 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(研究院), 教授 (40242812)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: mRNA品質管理 / 異常RNA分解 / 異常タンパク質分解 / プロテアソーム / ユビキチン化 / 翻訳アレスト

研究概要

研究代表者は、ノンストップmRNAの翻訳阻害機構を解析し、連続した塩基性アミノ酸残基による翻訳伸長阻害（アレスト）を明らかにした。これは、合成途中の新生ポリペプチド鎖とリボソームトンネルとの相互作用による翻訳制御が、真核生物に広く存在することを強く示唆する。最近出芽酵母を用いて、新生ポリペプチド鎖に依存した翻訳アレストに必須な因子としてRACK1を同定した。RACK1は真核生物に広く保存され、様々なシグナル伝達に関与する。また、40Sリボソームサブユニットに結合し翻訳制御に関与する事が示唆されている。研究代表者は、新生ポリペプチド鎖の配列に依存した翻訳アレストの分子機構と、RACK1依存の翻訳アレストの生理的意義の解明を本研究課題の目的とした。具体的な研究項目は以下の３点である。【１】新生ポリペプチド鎖依存の翻訳アレストの分子機構【２】減数分裂における翻訳アレストの機能【３】翻訳アレストに共役したタンパク質とmRNA安定性制御の分子機構とその生理的意義。平成２２年度には、新生ポリペプチド鎖に依存した翻訳アレストに必須な因子としてのRACK1の同定と、RACK1が40Sリボソームサブユニットに結合することが翻訳アレストに必須であることを発表した。平成２３年度は、連続した塩基性アミノ酸配列に加え連続したレアコドンによる翻訳アレストにもRACK1が必要であることを明らかにした。また翻訳アレストに共役したタンパク質の分解において、２つのE3ユビキチンライゲースの基質特異性を解析し、Ltn1は翻訳アレストに共役したタンパク質分解に普遍的に機能するのに対し、Not4はmRNA内での翻訳アレストの場合にのみに機能することを明らかにした。平成２４年度には翻訳アレストに必要な新規因子を同定し、RACK1とは独立の経路で翻訳制御を行うことが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A ribosome-bound quality control complex triggers nascent peptides and signals translation stress (2012)
  • 著者名/発表者名: Brandman, O., Ornstein, JS., Wong, D., Larson, A., Williams, C.C, Li, G.W., Zhou, S., King, D., Shen, P.S, Weibezahn, J., Dunn, J.G, Rouskin, S., Inada, T., Frost, A., Weissman, JS
  • 雑誌名: Cell 巻: 151 ページ: 1042-1054
  • DOI: doi:10.1016/j.cell.2012.10.044.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dom34:Hbs1 Plays a General Role in Quality Control Systems by Dissociation of Stalled Ribosome at 3’ End of Aberrant mRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuboi, K. Kuroha, K. Kudo, S. Makino, E. Inoue, I. Kashima and T. Inada
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 26 ページ: 518-529
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2012.03.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Dom34:Hbs1 in Nonstop Protein Clearance from Translocators for Normal Organelle Protein Influx (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Izawa, T. Tsuboi, K. Kuroha, T. Inada, SI. Nishikawa, T. Endo
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 2 ページ: 447-453
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2012.08.010
  • 査読あり
• [学会発表] Protein quality control systems coupled with No-Go and Non-Stop mRNA surveillance in yeast (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Inada
  • 学会等名: Quality control
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 20120919-20120922
• [学会発表] Dom34:Hbs1 Plays a General Role in Quality Control Systems by Dissociation of a Stalled Ribosome at the 3’ End of Aberrant mRNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Inada
  • 学会等名: Protein synthesis and translational control
  • 発表場所: CSH, NY, USA
  • 年月日: 20120904-20120908
• [学会発表] Stalled ribosomes induce the degradation of aberrant mRNA and protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshifumi Inada
  • 学会等名: FASB meeting mechanism of mRNA decay
  • 発表場所: Colorado, USA
  • 年月日: 20120624-20120629
• [学会発表] Stalled ribosomes induce mRNA and protein quality control systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Inada, T
  • 学会等名: Jacques Monod conferences 25th anniversary
  • 発表場所: Roscoff, France
  • 年月日: 20120602-06
• [備考] 遺伝子制御薬学分野HP
  • URL: http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~idenshi/inada_lab_HP/HOME(Japanese).html