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2015 年度 実績報告書

タンパク質局在化をモニターする翻訳途上鎖の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 25291006
研究機関京都産業大学

研究代表者

千葉 志信  京都産業大学, 総合生命科学部, 准教授 (20523517)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード翻訳制御 / タンパク質膜組込 / 翻訳アレスト
研究実績の概要

本研究課題は、「翻訳途上鎖が翻訳伸長を一時停止(アレスト)するメカニズムの解明」と、「翻訳アレストの解除機構の解明」の2つの柱からなる。これまで、翻訳途上鎖による翻訳アレストは、リボソームの大サブユニットにあるペプチド鎖出口トンネルの成分と翻訳途上鎖の特定のモチーフが相互作用することで引き起こされるというのが一般的な理解であった。ところが、今回、我々は、枯草菌の翻訳アレスト因子MifMの遺伝学的解析から、MifMの翻訳途上鎖とリボソームトンネル内成分との相互作用に加えて、MifMとリボソームのトンネル外成分との相互作用が、翻訳アレストの安定化に寄与している可能性を示す結果を得ている。この知見は、翻訳伸長速度の調節における翻訳途上鎖の作用機序について、これまで知られていなかった領域での相互作用の関与を示すものである。枯草菌において、タンパク質膜組込装置YidCのホモログの1つ、SpoIIIJ (YidC1) の活性低下は、第2のホモログであるYidC2の発現誘導を引き起こす。このYidC2の発現誘導には、MifMの翻訳アレスが必要である。一方、MifMのSpoIIIJ依存的な膜挿入が、MifMの翻訳アレストの速やかな解除を引き起こし、結果として、YidC2の発現を抑制する。YidC2の発現誘導を引き起こす化合物を得ることが出来れば、YidC依存的なMifMの膜挿入とそれに伴う翻訳アレスト解除の分子機構を解明する上で有用なツールとなり得るとの発想から、スクリーニングを行ったところ、YidC依存的なタンパク質膜組込を阻害することで翻訳アレスト解除を阻害すると思われる化合物が、複数得られつつある。今後、さらなる確認実験が必要ではあるが、これらの化合物は、YidC依存的なタンパク質膜組込やそれに伴う翻訳アレスト解除機構を研究するためのツールとなり得るかも知れない。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ミュンヘン大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン大学
  • [雑誌論文] Integrated in vivo and in vitro nascent chain profiling reveals widespread translational pausing.2016

    • 著者名/発表者名
      Chadani, Y,, Niwa, T., Chiba, S., Taguchi, H. and Ito, K.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

      巻: 113 ページ: E829-E838.

    • DOI

      10.1073/pnas.1520560113

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydrophilic microenvironment required for the channel-independent insertase function of YidC protein.2015

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa-Chiba, N., Kumazaki, K., Tsukazaki, T., Nureki, O., Ito, K. and Chiba, S.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

      巻: 112 ページ: 5063-5068.

    • DOI

      10.1073/pnas.1423817112.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure of the Bacillus subtilis 70S ribosome reveals the basis for species-specific stalling.2015

    • 著者名/発表者名
      Sohmen, D., Chiba, S., Shimokawa-Chiba, N., Innis, A., Berninghausen, O., Beckmann, R., Ito, K. and Wilson, D.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 6 ページ: 6941

    • DOI

      10.1038/ncomms7941

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nascent chain-monitored remodeling of the Sec machinery for salinity adaptation of marine bacteria.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishii, E., Chiba, S., Hashimoto, N., Kojima, S., Homma, M., Ito, K., Akiyama, Y. and Mori, H.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

      巻: 112 ページ: E5513-E5522.

    • DOI

      10.1073/pnas.1513001112.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Use of Bacillus subtilis MifM to dissect the YidC functions to facilitate membrane protein insertion2016

    • 著者名/発表者名
      Shinobu Chiba, Naomi Shimokawa-Chiba, Koreaki, Ito
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 発表場所
      Galveston, TX, USA
    • 年月日
      2016-03-06 – 2016-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Nascent chain-mediated monitoring of a protein localization machinery2016

    • 著者名/発表者名
      千葉志信
    • 学会等名
      第18回Tokyo RNA Club
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-01-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nascent chain-mediated monitoring of the membrane protein biogenesis pathway2015

    • 著者名/発表者名
      千葉志信
    • 学会等名
      Nascent Chain Biology Meeting 2015 in Tokyo
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-10-01
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 枯草菌MifM翻訳途上鎖とリボソームとの相互作用様式の解明2015

    • 著者名/発表者名
      千葉志信、Daniel Sohmen、千葉(下川)直美、伊藤維昭、Daniel Wilson
    • 学会等名
      2015年度グラム陽性菌ゲノム機能会議
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      2015-08-27 – 2015-08-28
  • [備考] 千葉研究室HP

    • URL

      http://www.cc.kyoto-su.ac.jp/~k4563/index-j.html

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公開日: 2017-01-06  

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