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2012 年度 実績報告書

葉緑体で見出された新しい翻訳様式の分子機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 22570050
研究機関名古屋市立大学

研究代表者

杉浦 昌弘  名古屋市立大学, システム自然科学研究科, 名誉教授 (80027044)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード葉緑体 / 翻訳 / mRNA / タバコ / 重複遺伝子
研究概要

葉緑体のNADH脱水素酵素の2種のサブユニットをコードするタバコ葉緑体のndhCとndhKのシストロンは、一部重複している。一般的には下流のシストロンの翻訳は上流シストロンに比べ極めて低いので、ndhKの翻訳が低いと想定される。
ndhC/ndhK mRNAを、われわれが開発したin vitro系で翻訳したところ、意外にもNdhCサブユニットとNdhKサブユニットが等量合成された。上流のndhCの終止コドンを除くと下流のndhKの翻訳は起きないこと、更に、上流の5'UTRとそれに続くAUG開始コドンを除いてndhCの翻訳を止めても、ndhKがかなり翻訳されることを最近発見した。この知見から、ndhKシストロンは二つの機構で翻訳されるとする『1シストロン2翻訳機構』仮説を立てた。本研究では、この仮説に基づく新しい第2の機構の分子機構を、我々の葉緑体in vitro翻訳系を用いて明らかにすることを目的とした。
緑色蛍光タンパク質コード領域(GFP)を翻訳活性の指標とした解析と蛍光標識tRNAを用いた解析から、以下の結果を得て論文発表を行った。
1)ndhCシストロン(360nt)中央部のndhCシストロンと同じフレームのAUGがリボソームの第2の入口である。
2)このAUGからリボソームが翻訳しながら進んでいくが、翻訳産物は蓄積せず、すみやかに分解されると考えられる。
3)ndhK開始コドン直前の必須領域に存在するShine-Dalgarno(SD)様配列が翻訳終結に依存した翻訳再開始のシス配列である可能性がある。

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

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] The context of transcription start site regions is crucial for transcription of a plant tRNALys(UUU) gene group both in vitro and in vivo.2013

    • 著者名/発表者名
      Yukawa, Y., K. Akama, K. Noguchi, M. Komiya and M. Sugiura
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 512 ページ: 286-293

    • DOI

      DOI:10.1016/j.gene.2012.10.022.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An additional pathway to translate the downstream ndhK cistron in partially overlapping ndhC-ndhK mRNAs in chloroplasts.2013

    • 著者名/発表者名
      Yukawa, M. and M. Sugiura
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 110 ページ: 5701-5706

    • DOI

      doi: 10.1073/pnas.1219914110

    • 査読あり
  • [学会発表] An arabidopsis long non-coding RNAtranscribed by RNA polymerase III responds to hypoxic stress2013

    • 著者名/発表者名
      Yukawa, Y., J. Wu, T. Okada, T. Fukushima, M. Sugiura
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] Analysis of the translational control mechanism on Arabidopsis rbcS mRNAs2013

    • 著者名/発表者名
      Yukawa, M. and M. Sugiura
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] タバコ葉緑体rps16 mRNAの翻訳抑制因子の探索2013

    • 著者名/発表者名
      中邨真之、杉浦昌弘
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      20130321-20130323
  • [学会発表] タバコ葉緑体ndhC-K mRNAに見られるオルタナティブイニシエーションと終止コドンに依存した翻訳開始2012

    • 著者名/発表者名
      湯川眞希、杉浦昌弘
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] タバコ葉緑体rps16 mRNAの翻訳抑制機構の解析2012

    • 著者名/発表者名
      中邨真之、杉浦昌弘
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      20121211-20121214
  • [学会発表] Translation inhibition of rps16 mRNA in tobacco chloroplasts is caused by 5’untranslated region.2012

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, M. and M. Sugiura
    • 学会等名
      Gorden Research Conference “Mitochondria & Chloroplasts”
    • 発表場所
      Smithfield, RI, USA
    • 年月日
      20120729-20120803

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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