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2012 年度 実績報告書

トランス翻訳の分子機構と生理機能

研究課題

研究課題/領域番号 23380045
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)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワードtmRNA / SmpB / 翻訳停滞解消機構 / トランス翻訳 / 枯草菌 / リボソーム / SerS
研究概要

トランス翻訳は、mRNAとtRNAの両方の機能を持つキメラ分子tmRNAの働きによる変則的翻訳機構であり、一連の反応は翻訳を中断したペプチドにtmRNAにコードされているタグペプチドを翻訳付加して翻訳を完了させ、「滞った翻訳を解消することにより停滞したリボソームの再利用を可能にし、翻訳に失敗したタンパク質を分解処理する品質管理システム」と解釈されている。一方、細胞内でこの反応は、カタボライト抑制等の様々な生理機能に関与することも知られてきた。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、および②新しい生理機能の解明を目的としている。
① これまで開発してきた純粋成分(翻訳停滞中のリボソーム、Ala-tmRNA、SmpB、EF-Tu・GTP)だけによる試験管内トランス翻訳系を用いて、反応の各ステップでの中間体を単離する方法を開発した。こうして得られたトランス翻訳中間体に対して、化学修飾法、hydroxy ladical probing法などにより、主にトランス翻訳因子であるSmpBのリボソームとの結合様式・位置の決定をトランス翻訳の各ステップにおいて行い、一定の結果を得ている。
② 我々が単離した枯草菌のtmRNA依存性温度感受性株(セリルtRNA合成酵素遺伝子(SerS)の変異でtmRNA存在下でのみ増殖が阻害される)は、その新奇の表現系を従来のトランス翻訳の働きでは説明することが難しい。昨年度は、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。本年度は、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。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

目的の①に関しては、ほぼ順調に進展しまとめる段階にきていて、次の展開を目指している。②に関しては、tmRNA依存性温度感受性株を多数取得することができたが、その解析において困難につきあたっている。復帰株DNAを用いたtransformationの効率が非常に悪いことが原因であることをつきとめており、現在その対策を検討しているところである。

今後の研究の推進方策

① これまでの計画通り進める。特に、SmpBのC末端テイル部分のトリプトファン残基(W147)の働きについて解析する。
② transformationの条件検討を行い、再現性のある結果を得られるようにして、計画通り進める。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Decoding system for the AUA codon by tRNAIle with the UAU anticodon in Mycoplasma mobile2013

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi T, Miyauchi K, Nakane D, Miyata M, Muto A, Nishimura S, Suzuki T.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 41 ページ: 2621-2631

    • DOI

      10.1093/nar/gks1344.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissecting the in vivo assembly of the 30S ribosomal subunit reveals the role of RimM and general features of the assembly process.2013

    • 著者名/発表者名
      Guo, Q., Goto, S., Chen, Y., Feng, B., Xu, Y., Muto, A., Himeno, H., Deng, H., Lei, J., Gao, N.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 41 ページ: 2609-2620

    • DOI

      10.1093/nar/gks1256

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rice Annotation Project Database (RAP-DB): an integrative and interactive database for rice genomics2013

    • 著者名/発表者名
      Sakai H, Lee SS, Tanaka T, Numa H, Kim J, Kawahara Y, Wakimoto H, Yang CC, Iwamoto M, Abe T, Yamada Y, Muto A, Inokuchi H, Ikemura T, Matsumoto T, Sasaki T, Itoh T.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 52 ページ: e6:1-11

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs183

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2つの機能を有するtmRNAによる細菌の翻訳解消システム2013

    • 著者名/発表者名
      姫野俵太、栗田大輔、武藤昱
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 31(7) ページ: 54-60

  • [雑誌論文] GTPases involved in bacterial ribosome maturation2013

    • 著者名/発表者名
      Goto, S., Muto, A., Himeno, H
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1093/jb/mvt022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro trans-translation assay.2012

    • 著者名/発表者名
      Kurita, D., Muto, A., Himeno, H.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 905 ページ: 311-325

    • DOI

      10.1007/978-1-61779-949-5_20

    • 査読あり
  • [学会発表] リボソームを介した浸透圧耐性機構2013

    • 著者名/発表者名
      樽澤武房
    • 学会等名
      第2回リボソームミーティング
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130328-20130329
  • [学会発表] 細菌リボソーム30Sサブユニットの生合成に関与する因子群の機能2013

    • 著者名/発表者名
      後藤史門
    • 学会等名
      第2回リボソームミーティング
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130328-20130329
  • [学会発表] tmRNA/SmpBによる停滞したリボソームの認識機構2013

    • 著者名/発表者名
      栗田大輔
    • 学会等名
      第2回リボソームミーティング
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130328-20130329
  • [学会発表] Decoding system for the AUA codon by tRNAIle bearing the UAU anticodon in Mycoplasma mobile2012

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi, T.
    • 学会等名
      XXIV tRNA conference
    • 発表場所
      Olmue, Chile
    • 年月日
      20121202-20121206
  • [学会発表] Interplay of a GTPase and a ribosome-binding factor on the 30S subunit during a late stage of the bacterial ribosome biosynthesis2012

    • 著者名/発表者名
      Goto, S.
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Ribosome Synthesis
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20120822-20120826
  • [学会発表] 線虫SL1トランス-スプライシングは生殖細胞でより活発?2012

    • 著者名/発表者名
      加藤新
    • 学会等名
      第14回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      Banff
    • 年月日
      20120718-20120720
  • [学会発表] The first translocation in trans-translation2012

    • 著者名/発表者名
      Takada, K.
    • 学会等名
      第14回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20120718-20120720
  • [図書] 弘前大学知の散歩道2012

    • 著者名/発表者名
      姫野俵太
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      弘前大学出版会
  • [備考] 弘前大学農学生命科学部分子生命科学科分子生物学研究室

    • URL

      http://hirosaki-rna.org/

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公開日: 2014-07-24  

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