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2024 年度 実施状況報告書

酸化ストレスに対するミトコンドリア翻訳停滞解消システムの役割

研究課題

研究課題/領域番号 23K05677
研究機関群馬大学

研究代表者

行木 信一  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (80302959)

研究分担者 柴田 淳史  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (30707633)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
キーワード翻訳停滞解消因子 / リボソーム / 活性酸素種
研究実績の概要

「翻訳停滞」とは,翻訳中にリボソームがmRNA上で停滞して蛋白質合成が滞る状態を指す。ミトコンドリアの翻訳系には,2種類の翻訳停滞解消因子「C12orf65」および「ICT1」が必ず存在するが,長らくC12orf65とICT1の機能的差異については不明であった。我々は出芽酵母を用いた実験により,C12orf65が「リボソーム結合性抗生物質による翻訳停滞」の解消に必須であることを明らかにした。一方,予備的実験で,特定の欠損株が酸化ストレスに著しく感受性が高いことを発見した。
本研究の目的は,酵母において,酸化ストレス下で生じるミトコンドリアの翻訳停滞状態を具体的に明らかにし,さらに,酸化ストレス下で翻訳停滞解消が不全な場合,ミトコンドリアおよび細胞にどのような応答が生じるかを調べることで,酸化ストレスに対するミトコンドリア翻訳停滞解消システムの役割を解明することである。
初年度に分担者の所属が変更となり,それに伴う研究室の引っ越しのため,リボソームプロファイリング関連の実験に遅延が現在も生じている。初年度はミトコンドリア特性に対するフローサイトメトリー解析を中心に行った。この初年度の結果によって,現在の過酸化水素による酸化ストレスでは,予想以上に死菌が生じていることが判明した。本年度は,死菌はできるだけ生じず,欠損株の増殖能が有意に低下する過酸化水素濃度の決定,および,蛍光観察によるミトコンドリアの形態観察を行った。その結果,過酸化水素の濃度を,昨年度使用した濃度の約1/10程度にすると適切であることがわかった。また,このストレス条件下において,欠損株由来のミトコンドリアの形態が棒状になる傾向があることが示された。

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

初年度に,分担者の所属が変更になり,それに伴う研究室の引っ越しのため,リボソームプロファイリング関連の実験に遅延が現在も生じている。現在,YPD培養条件下の酵母からのミトコンドリアタンパク質の調製条件の検討を行っている。フローサイトメトリー解析およびミトコンドリアの形状観察は順調である。

今後の研究の推進方策

今年度は,YPD培養条件下の酵母からのミトコンドリアタンパク質の調製条件の検討を精密に行う。また,リボソームプロファイリングの実験と平行して,SWATH法によるプロテオーム解析を試みる。

次年度使用額が生じた理由

初年度に分担者の所属が変更になり,それに伴う研究室の引っ越しのため,リボソームプロファイリング関連の実験ができなかった。その関連の試薬関係の予算が引き続き本年度まで残っているが,順次使用する予定であるが,残余がある場合は,プロテオーム解析費用に充てる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Stalled ribosome rescue factors exert different roles depending on types of antibiotics in Escherichia coli2024

    • 著者名/発表者名
      Mayu Mikami, Hidehiko Shimizu, Norika Iwama, Mihono Yajima, Kanako Kuwasako, Yoshitoshi Ogura, Hyouta Himeno, Daisuke Kurita, Nobukazu Nameki
    • 雑誌名

      npj Antimicrobials and Resistance

      巻: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s44259-024-00039-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 酵母ミトコンドリアにおける翻訳停滞解消因子の酸化ストレス下における機能解析2024

    • 著者名/発表者名
      岡本和,酒井舜,建部智樹,星野総一郎,高稲正勝,行木信一
    • 学会等名
      令和6年度 日本化学会関東支部群馬地区研究交流発表会
  • [学会発表] 翻訳停滞解消因子ArfAは,静菌性抗生物質による翻訳停滞を特異的に解消する2024

    • 著者名/発表者名
      清水秀彦,三上真優,岩間紀香,矢島美帆乃,桑迫香奈子,小椋義俊,姫野俵太,栗田大輔,行木信一
    • 学会等名
      第97回日本生化学会大会

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公開日: 2025-12-26  

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