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2018 Fiscal Year Research-status Report

「新生鎖の生物学」推進のための国際連携

International

Project AreaNascent-chain Biology
Project/Area Number 15K21743
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田口 英樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (40272710)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 稲田 利文  東北大学, 薬学研究科, 教授 (40242812)
田中 元雅  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40321781)
河野 憲二  奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任教授 (50142005)
藤木 幸夫  九州大学, 生体防御医学研究所, 特任教授 (70261237)
Project Period (FY) 2015-11-06 – 2020-03-31
Keywords新生鎖 / フォールディング / リボソーム / シャペロン
Outline of Annual Research Achievements

【田口】コロラド州立大学のT. Stasevich博士とリピート関連非AUG翻訳の生細胞での可視化で共同研究を行っており、現在可視化に使う遺伝子の準備をしている。
【稲田】ドイツミュンヘン大学Beckmann博士との国際共同研究により翻訳品質管理の標的となる2つのリボソームが衝突して停滞した構造をクライオ電顕で解明した(Ikeuchi et al EMBO J. 2019)。
【田中】昨年度にほぼ確立させた、リボソームがバリンヘアピンmRNAを解いてmRNAを翻訳していく様子の実時間観測について、タンパク質の合成途中を観測する際に必要とされる実験系の構築を行った。
【河野】小胞体ストレス応答に関与するXBP1uタンパク質が引き起こす翻訳一時停止について、リボソームトンネル内でどのような立体構造をとって一時停止を起こしているかを知るためにミュンヘン大学のRoland Beckmann博士のグループとクライオ電顕による構造解析を行なっている。
【藤木】国際共同研究を海外4拠点で進めた。デングウイルスの感染・複製とtail-anchored (TA)膜タンパク質のシャペロンの関連性の解明(Stanford大学Frydman研)。カタラーゼのサイトゾルへの局在化(Stanford大学Bassik研:論文投稿中)。プラスマローゲンの合成障害マウスの小脳の解析(Wien医科大学Berger研:改訂論文投稿中)。TAタンパク質Pex26pのF51L変異による聴覚低下・損失の解析(Columbia大学Chung研:Tanaka et al. Cold Spring Harb. Mol. Case Stud. 2019)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

【田口】ヒト培養細胞にて一本のメッセンジャーRNAにて翻訳が起こって新生ポリペプチド鎖(新生鎖)が合成されるようすを生細胞にて観察する実験系にて、翻訳に共役した新生鎖フォールディングとリピート関連非AUG翻訳(RAN翻訳)を可視化してその分子機構を解明することを目的とした共同研究を行っている。現状では、新生鎖フォールディングではフォールディングの可視化プローブの作成、RAN翻訳では病気に関わる塩基リピート配列のクローニングにより可視化ベクターの構築を行っている。
【河野】翻訳一時停止に必須配列の一部がターン構造をとりリボソームトンネルを構成する因子と相互作用し、AサイトへのtRNAが入りにくくなっていることが大きな要因と考えられることがわかった。

Strategy for Future Research Activity

【田口】新生鎖フォールディングに関しては、カナダよりフォールディングの可視化に使えるプローブを入手したのでそれの精製、評価を行う。RAN翻訳については、塩基リピートを含むDNAのクローニングに新たな方法を取り入れて完成させ、可視化実験に移る。
【河野】リボソーム内のペプチド結合形成中心近傍のターン構造が翻訳一時停止を起こす主要因と考えられるが、その前にXBP1uのPro238番目のプロリンとリボソーム狭窄部位とが相互作用を起こすことがきっかけと考えており、それを証明する方向で研究を進めている。

Causes of Carryover

【田口】新生鎖フォールディングではフォールディングの可視化プローブとして想定していたモデル系がうまくいかないことが判明し、新たに抗体断片を請求するところから始めたので昨年度中に終了できなかった。また、RAN翻訳では病気に関わる塩基リピート配列が通常のクローニング法ではできず、遅れが生じて。以上の理由で次年度に使用することとした。どちらの実験も準備ができ次第、コロラド州立大学にて研究を実施するので旅費・滞在費、実験に必要な試薬等で予算を使用する。
【河野】Xbp1uによる翻訳一時停止の分子機構の解明が遅れており、まだドイツで行う予定のクライオ電顕に進めないので次年度に延長することとした。分子機構の一端が解明して、クライオ電顕サンプル調製の目途が立った段階でドイツのBeckmannラボにて構造解析を行うために研究費を使用する。

Research Products

(54 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research Journal Article Presentation Book

  • [Int'l Joint Research] University of Munich/University of Dusseldorf(ドイツ)

    • Country Name
      ドイツ
    • Counterpart Institution
      University of Munich/University of Dusseldorf
  • [Int'l Joint Research] ユトレヒト大学(オランダ)

    • Country Name
      オランダ
    • Counterpart Institution
      ユトレヒト大学
  • [Int'l Joint Research] CSIR-IMTEC(インド)

    • Country Name
      インド
    • Counterpart Institution
      CSIR-IMTEC
  • [Int'l Joint Research] スタンフォード大学/コロンビア大学/コロラド州立大学(米国)

    • Country Name
      米国
    • Counterpart Institution
      スタンフォード大学/コロンビア大学/コロラド州立大学
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] Wien医科大学(オーストリア)

    • Country Name
      オーストリア
    • Counterpart Institution
      Wien医科大学
  • [Journal Article] Collided ribosomes form a unique structural interface to induce Hel2‐driven quality control pathways2019

    • Author(s)
      Ikeuchi Ken、Tesina Petr、Matsuo Yoshitaka、Sugiyama Takato、Cheng Jingdong、Saeki Yasushi、Tanaka Keiji、Becker Thomas、Beckmann Roland、Inada Toshifumi
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 38 Pages: e100276

    • DOI

      doi: 10.15252/embj.2018100276

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dynamics of the nucleoside diphosphate kinase protein DYNAMO2 correlates with the changes in the global GTP level during the cell cycle of <i>Cyanidioschyzon merolae</i>2019

    • Author(s)
      IMOTO Yuuta、ABE Yuichi、OKUMOTO Kanji、OHNUMA Mio、KUROIWA Haruko、KUROIWA Tsuneyoshi、FUJIKI Yukio
    • Journal Title

      Proceedings of the Japan Academy, Series B

      Volume: 95 Pages: 75~85

    • DOI

      10.2183/pjab.95.007

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The cytosolic peroxisome-targeting signal (PTS)-receptors, Pex7p and Pex5pL, are sufficient to transport PTS2 proteins to peroxisomes2019

    • Author(s)
      Mukai Satoru、Matsuzaki Takashi、Fujiki Yukio
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research

      Volume: 1866 Pages: 441~449

    • DOI

      10.1016/j.bbamcr.2018.10.006

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular basis for diversification of yeast prion strain conformation2018

    • Author(s)
      Ohhashi Y., Yamaguchi Y., Kurahashi H., Kamatari Y.O., Sugiyama S., Uluca B., Piechatzek T., Komi Y., Shida T., Muller H., Hanashima S., Heise H., Kuwata K, and Tanaka M.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.

      Volume: 115 Pages: 2389-2394

    • DOI

      10.1073/pnas.1715483115

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A newly identified mutation in the PEX26 gene is associated with a milder form of Zellweger spectrum disorder2018

    • Author(s)
      Tanaka Akemi J.、Okumoto Kanji、Tamura Shigehiko、Abe Yuichi、Hirsch Yoel、Deng Liyong、Ekstein Joseph、Chung Wendy K.、Fujiki Yukio
    • Journal Title

      Molecular Case Studies

      Volume: 5 Pages: a003483~a003483

    • DOI

      10.1101/mcs.a003483

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Onsite GTP fuelling via DYNAMO1 drives division of mitochondria and peroxisomes2018

    • Author(s)
      Imoto Yuuta、Abe Yuichi、Honsho Masanori、Okumoto Kanji、Ohnuma Mio、Kuroiwa Haruko、Kuroiwa Tsuneyoshi、Fujiki Yukio
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 6434

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07009-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Peroxisome biogenesis deficiency attenuates the BDNF-TrkB pathway-mediated development of the cerebellum2018

    • Author(s)
      Abe Yuichi、Honsho Masanori、Itoh Ryota、Kawaguchi Ryoko、Fujitani Masashi、Fujiwara Kazushirou、Hirokane Masaaki、Matsuzaki Takashi、Nakayama Keiko、Ohgi Ryohei、Marutani Toshihiro、Nakayama Keiichi I、Yamashita Toshihide、Fujiki Yukio
    • Journal Title

      Life Science Alliance

      Volume: 1 Pages: e201800062

    • DOI

      10.26508/lsa.201800062

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A newly isolated Pex7-binding, atypical PTS2 protein P7BP2 is a novel dynein-type AAA+ protein2018

    • Author(s)
      Niwa Hajime、Miyauchi-Nanri Yasuhiro、Okumoto Kanji、Mukai Satoru、Noi Kentaro、Ogura Teru、Fujiki Yukio
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 164 Pages: 437~447

    • DOI

      10.1093/jb/mvy073

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A LEA model peptide protects the function of a red fluorescent protein in the dry state2018

    • Author(s)
      Furuki T, Niwa T, Taguchi H, Hatanaka R, Kikawada T, *Sakurai M
    • Journal Title

      Biochem Biophys Rep

      Volume: 17 Pages: 27-31

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrostatic interactions between middle domain motif-1 and the AAA1 module of the bacterial ClpB chaperone are essential for protein disaggregation.2018

    • Author(s)
      Sugita S, Watanabe K, Hashimoto K, Niwa T, Uemura E, Taguchi H, *Watanabe YH
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 293 Pages: 19228-19239

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The absence of thioredoxin m1 and thioredoxin C in Anabaena sp. PCC 7120 leads to oxidative stress.2018

    • Author(s)
      Deschoenmaeker F, Mihara S, Niwa T, Taguchi H, Wakabayashi KI, *Hisabori T.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 59 Pages: 2432-2441

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large-scale aggregation analysis of eukaryotic proteins reveals an involvement of intrinsically disordered regions in protein folding.2018

    • Author(s)
      Uemura E, Niwa T, Minami S, Takemoto K, Fukuchi S, Machida K, Imataka H, Ueda T, Ota M, *Taguchi H.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 8 Pages: 678

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18977-5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Peroxisome homeostasis: Tightly regulated import and export of matrix enzyme, catalase2019

    • Author(s)
      Yukio Fujiki
    • Organizer
      EMBO Workshop “Current advances in protein translocation across membranes”,2019,,1,1
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pathological mechanism of peroxisome biogenesis disorders2019

    • Author(s)
      Yuichi Abe, Masanori Honsho, Ryota Itoh, Ryoko Kawaguchi, Masashi Fujitani, Kazushirou Fujiwara, Masaaki Hirokane, Takashi Matsuzaki, Keiko Nakayama, Ryohei Ohgi, Toshihiro Marutani, Keiichi I. Nakayama, Toshihide Yamashita, and Yukio Fujiki
    • Organizer
      EMBO Workshop “Current advances in protein translocation across membranes”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] General role of ribosome ubiquitination in quality controls induced by ribosome stalling2018

    • Author(s)
      Toshifumi Inada
    • Organizer
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Peroxisome homeostasis: Tightly regulated import and export of matrix enzyme, catalase2018

    • Author(s)
      Yukio Fujiki
    • Organizer
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biogenesis of peroxisomal tail-anchored membrane proteins, new splicing variants of Miro1, acyl-CoA binding domain containing protein 5 (ACBD5), and peroxin Pex26p2018

    • Author(s)
      Kanji Okumoto, Yuichi Yagita, Masanori Honsho, Yukio Fujiki
    • Organizer
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Maintenance and de novo formation of mammalian peroxisomes in the absence of membrane assembly peroxin, Pex16p2018

    • Author(s)
      Yuichi Yagita, Yukio Fujiki
    • Organizer
      International Symposium on “Proteins; from the Cradle to the Grave”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Peroxisome homeostasis and human disorders2018

    • Author(s)
      Yukio Fujiki
    • Organizer
      BIT's 8th Annual World Congress of Molecular & Cell Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Peroxisome biogenesis, dysfunctions, and disorders2018

    • Author(s)
      Yukio Fujiki
    • Organizer
      International Conference on Plasmalogen 2018 (ICP 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Local GTP fueling via nucleoside diphosphate kinase like protein DYNAMO1 drives division of peroxisome and mitochondrion2018

    • Author(s)
      Yukio Fujiki, Yuuta Imoto, Yuichi Abe, Masanori Honsho, Kanji Okumoto, Mio Ohnuma, Haruko Kuroiwa, Tsuneyoshi Kuroiwa
    • Organizer
      ASCB/EMBO 2018 Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ペルオキシソームの細胞内移動の制御機構2018

    • Author(s)
      奥本寛治
    • Organizer
      「新生鎖の生物学」第5回若手ワークショップ
  • [Presentation] Pex14欠損マウスにおける小脳形態異常の分子機構2018

    • Author(s)
      ◯阿部雄一 、本庄雅則 、藤木幸夫
    • Organizer
      平成30年度日本生化学会九州支部例会,2018
  • [Presentation] テイルアンカー型タパク質ACBD5 の 翻訳速度とペルオキシソームへの 輸送・局在化効率の関連性の検討2018

    • Author(s)
      ○小山桂恵奈、奥本寛治、田村茂彦、藤木幸夫
    • Organizer
      平成30年度日本生化学会九州支部例会,2018
  • [Presentation] ペルオキシソーム形成因子 Pex14p の細胞周期依存的なリン酸化による機能制御2018

    • Author(s)
      ◯山下昂一郎、田村茂彦、藤木幸夫
    • Organizer
      平成30年度日本生化学会九州支部例会,2018
  • [Presentation] ペルオキシソームの構成酵素および膜タンパク質の局在性と生理機能制御(シンポジウム:深化したオルガネラ研究)2018

    • Author(s)
      藤木幸夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] シンポジウム:「New aspects of lipid homeostasis: Regulation of cholesterol and plasmalogen homeostasis and physiological consequences」コレステロールとプラスマローゲンのホメオスタシス機構と疾患2018

    • Author(s)
      藤木幸夫、佐藤隆一郎
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会京都.,2018
  • [Presentation] Plasmalogen homeostasis links to cholesterol biosynthesis in brain.[1S08m-05] プラスマローゲン依存的なコレステロール生合成調節とその障害による病態2018

    • Author(s)
      Masanori Honsho○本庄 雅則,藤木 幸夫
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会,京都.,2018
  • [Presentation] ペルオキシソーム形成因子 Pex14p の細胞周期依存的なリン酸化による機能制御メカニズムの解析2018

    • Author(s)
      ◯山下昂一郎、田村茂彦、藤木幸夫
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会,京都.
  • [Presentation] 過酸化水素分解酵素カタラーゼの細胞内局在制御による酸化ストレス応答の分子機構2018

    • Author(s)
      ○藤木 幸夫, 奥本 寛治, 宮田 暖, Emily Cheng
    • Organizer
      第13回臨床ストレス応答学会大会
  • [Presentation] 新しく単離したPex7結合PTS2タンパク質P7BP2は新規ダイニンタイプAAA+である(ワークショップ:AAA+ ATPaseリングが織りなす多彩な細胞機能とそのしくみVersatile cellular and molecular functions of AAA+ ATPase rings),2018

    • Author(s)
      ○藤木 幸夫, 丹羽 一, 宮内(南里) 康弘, 奥本 寛治, 向井 悟, 野井 健太郎, 小椋 光, 遠藤 斗志也
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会,2018
  • [Presentation] ペルオキシソーム局在性テイルアンカー型膜タンパク質の輸送局在化機構(ワークショップ: 新生鎖オルガネラ膜タンパク質局在化と品質管理Nascent chain polypeptides of organelle proteins: selectivetransport and quality control),2018

    • Author(s)
      ○奥本 寛治, 田村 茂彦, 八木田 悠一, 本庄 雅則, 藤木 幸夫
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会,2018
  • [Presentation] ワークショップ: 新生鎖オルガネラ膜タンパク質局在化と品質管理 Nascent chain polypeptides of organelle proteins: selective transport and quality control2018

    • Author(s)
      藤木 幸夫、川原 裕之
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会,2018
  • [Presentation] 酵母プリオン株におけるタンパク質の凝集と抗凝集2018

    • Author(s)
      田中元雅
    • Organizer
      第18回 日本蛋白質科学会・新潟2018
    • Invited
  • [Presentation] Understanding Prion Biology in Yeast2018

    • Author(s)
      Motomasa Tanaka
    • Organizer
      APPS2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular basis for diversification of yeast prion strain conformationand phenotype,2018

    • Author(s)
      Motomasa Tanaka
    • Organizer
      The 23rd Taiwan Biophysics Conference,2018,,1,1
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The role and mechanism of XBP1u-translational pausing in the ER stress signaling2018

    • Author(s)
      Kenji Kohno
    • Organizer
      EMBO Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新生鎖によるリボソーム制御の分子機構から新規翻訳産物の生理機能へ2018

    • Author(s)
      田口英樹
    • Organizer
      第41回 日本分子生物学会年会 ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] “Nascent chain-induced ribosome dynamics regulation.”2018

    • Author(s)
      Hideki Taguchi
    • Organizer
      International Symposium on Proteins: From the Cradle to the Grave, August 26-29, 2018,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 翻訳途上の新生ポリペプチド鎖が引き起こす翻訳速度調節、翻訳の途中終了2018

    • Author(s)
      田口英樹
    • Organizer
      第18回日本蛋白質科学会年会ワークショップ「拡大する蛋白質の世界:Anfinsenのドグマを超えて」
    • Invited
  • [Presentation] Intrinsic ribosome destabilization underlies translation and provides an organism with a strategy of environmental sensing.2018

    • Author(s)
      Hideki Taguchi
    • Organizer
      Cold Spring Harbor Laboratory meeting on Protein Homeostasis in Health and Diseases., April 17-21, 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] Encyclopedia of Food Chemistry2019

    • Author(s)
      Honsho, M. and *Fujiki, Y.
    • Total Pages
      16
    • Publisher
      Elsevier Inc.
    • ISBN
      978-0-12-814045-1
  • [Book] 生化学 特集:「オルガネラの生物機能と疾患における破綻機構」オーガナイザー 伊藤 孝司Journal of Japanese Biochemical Society 90(1): 5-13 (2018),2018,92018

    • Author(s)
      本庄雅則, 藤木幸夫.
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      公益社団法人日本生化学会
  • [Book] 生体の科学 特集:細胞高次機能をつかさどるオルガネラコミュニケーション「細胞の分子構造と機能―核以外の細胞小器官」,2018,52018

    • Author(s)
      藤木幸夫、奥本寛治、本庄雅則
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      医学書院
  • [Book] 医学のあゆみ蛋白質代謝医学-構造・機能の研究から臨床応用まで蛋白質の一生(揺籠から墓場まで)「輸送(細胞内物流システム)」2018

    • Author(s)
      藤木幸夫、奥本寛治
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
  • [Book] シャペロンによるプリオン凝集体の形成と伝播の制御、蛋白質代謝医学-構造・機能の研究から臨床応用まで、田中啓二企画、医学のあゆみ2018

    • Author(s)
      中川幸姫、田中元雅
    • Total Pages
      1111-1115
    • Publisher
      医歯薬出版
  • [Book] 蛋白質代謝医学 医学のあゆみ別冊-「新生鎖の生物学:翻訳途上の新生ポリペプチド鎖が積極的に関与する生命現象」2018

    • Author(s)
      田口英樹
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
  • [Book] バイオサイエンスとインダストリー-「終止コドンに依らず翻訳を途中終了させる酸性アミノ酸の連続配列」2018

    • Author(s)
      田口英樹、茶谷悠平、千葉志信、伊藤維昭
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      バイオインダストリー協会
  • [Book] 実験医学 36, 5月号-「翻訳途上の新生ポリペプチド鎖が引き起こすリボソームの不安定化とその生理的意義」2018

    • Author(s)
      茶谷 悠平、千葉 志信、伊藤 維昭、田口 英樹
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      羊土社

URL: 

Published: 2019-12-27  

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