トランス翻訳の分子機構と生理機能

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23380045
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 武藤 あきら 弘前大学, 農学生命科学部, 研究員 (80034635)
• 研究分担者: 姫野 俵太 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (80208785)
• キーワード: tmRNA / SmpB / translation / tRNA / mRNA / ribosome / SerS / bacteria

研究概要

本研究は細菌におけるトランス翻訳機構の(1)分子機構の詳細と、(2)新しい生理機能の解明を目的としている。
(1)については、これまで開発してきた純粋成分だけによる試験管内トランス翻訳系で反応の各ステップでの中間体を、反応因子やステップ特異的な抗生物質を用いて単離し、化学修飾法、hydroxyladicalprobing法などで各要素の結合様式・位置を決定を行った。特に今年度はpeptide-transfer以後のtranslocation前後のtmRNAとSmpBの位置決定を試み、その間の両者とリボソームとの相互作用の実態とその動きを明らかにしようとして一定の結果を得ている。またこれまでに蓄積のあるtmRNAとSmpBの各種変異体を使って各ステップの活性を測定した。
(2)については、我々が単離した枯草菌のtmRNA依存性温度感受性株(SerSの変異でtmRNA存在下でのみ増殖が阻害される :従来のトランス翻訳の働きでは説明がつかない)の解析を通して原因究明を行うことにより新しい機能解明につなげようとしている。本年度はこの変異株から回復株(高温での増殖が回復する)を多数単離し、それらの変異を(1)tmRNA遺伝子、(2)SerS遺伝子、および(3)それ以外の部位の変異に分類した。それらのうち(3)のintergenic suppressor変異に焦点をしぼり、transformationの手法を用いてその変異部位(遺伝子)の特定を行っているが、未だ結果は出ていない。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

分子機構の解明についてほほぼ計画通りの進展であるが、新しい機能については、回復株の遺伝子解析が手間取っているため、未だその解明の手がかりが得られていない。

今後の研究の推進方策

(1)本年度の継続
(2)特に回復株(revertant)の遺伝子の特定に集中する。

研究成果

• [雑誌論文] tRNADB-CE 2011 : tRNA gene database curated manually by experts (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe, T., Ikemura, T., Sugahara, J., Kanai, A., Ohara, Y., Uehara, M., Kinouchi, M., Kanaya, S., Yamada, Y., Muto. A., Inokuchi, H.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 39 ページ: 210-213
  • DOI: 10.1093/nar/gkn692
  • 査読あり
• [雑誌論文] tRNA/mRNA mimicry by tmRNA and SmpB in trans-translation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurita, D., Muto, A., Himeno, H.
  • 雑誌名: Journal of Nucleic Acid 巻: 2011 ページ: 1-9
  • DOI: 10.4061/2011/130581
  • 査読あり
• [雑誌論文] RsgA releases RbfA from 30S ribosomal subunit during a late stage of ribosome biosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto, S., Kato, S., Kimura, T., Muto, A., Himeno, H.
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 30 ページ: 104-114
  • DOI: 10.1038/emboj.2010.291
  • 査読あり
• [学会発表] 大腸菌リボソーム小サブユニット依存GTP加水分解酵素RsgAの機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤史門、長谷要一、樽澤武房、菊地岳志、武藤あきら、姫野俵太
  • 学会等名: 第1回リボソームミーティング
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] A GTPase dissociates a ribosome binding factor from the 30S subunit of the ribosome during a late stage of the bacterial ribosome biogenesis (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤史門, 武藤あきら, 姫野俵太
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20111200
• [学会発表] Molecular mechanism of trans-translation mediated by tmRNA/SmpB (2011)
  • 著者名/発表者名: Himeno, H., Kurita, D., Muto, A.
  • 学会等名: IUMS2011 (Internal Union of Microbiological Society 2011 Congress)
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] 大腸菌におけるリボソーム関連因子欠損株による塩ストレス耐性の獲得 (2011)
  • 著者名/発表者名: 樽澤武房、長谷要一、武藤あきら、姫野俵太
  • 学会等名: 第5回に本ゲノム微生物学会若手の会
  • 発表場所: 御殿場
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] A GTPase dissociates a ribosome binding factor from the 30S subunit during a late stage of the bacterial ribosome biosynthesis (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto, S., Muto, A., Himeno, H.
  • 学会等名: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] Molecular mechanism of the early stages of trans-translation by tmRNA/SmpB (2011)
  • 著者名/発表者名: Kurita, D., Hattori, Y., Muto, A., Himeno, H.
  • 学会等名: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] Loss of integrity of the ribosome confers salt resistance on Escherichia coli cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Tarusawa, T., Hase Y., Goto, S., Muto, A., Himeno, H.
  • 学会等名: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20110600
• [学会発表] tRNADB-CE 2011 : tRNA gene database curated manually by experts (2011)
  • 著者名/発表者名: Abe, T., Ikemura, T., Sugahara, J., Kanai, A., Ohara, Y., Uehara, M., Kinouchi, M., Kanaya, S., Yamada, Y., Muto, A., Inokuchi, H
  • 学会等名: RNA2011 (The 16^<th> Annual Meeting of the RNA Society)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20110600
• [図書] Advances in Genetics Research-Vol.6 (2011)
  • 著者名/発表者名: Himeno, H., Kurita, D., Muto, A.
  • 総ページ数: 43
  • 出版者: Nova Science Publishers Inc.