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リボソームに関するサイレントキーワード mRNA分解が含まれる科研費採択研究7件

リボソームに関するサイレントキーワード mRNA分解が含まれる科研費採択研究 7件

リボソームの翻訳制御を介した転写制御のフィードバック機構の解析
【研究領域課題番号】21K06208 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

翻訳 / 転写 / mRNA分解 / small RNA / uORF / リボソーム / 5'非翻訳領域 / ホウ素
【研究成果の概要】

本研究ではホウ素濃度に応答した、シロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5:1の翻訳制御を介したmRNA分解による転写制御のフィードバック機構を明らかにすることを目的とし、翻訳、mRNA分解、転写の３つの解析を行い、その全体像を明らかにすることにした。1)NIP5;1のmRNA分解を介した転写制御機構の解析：NIP5;1のmRNA分解産物からsRNAが形成され、それがNIP5;1の転写を負に制御しているかをsRNA生成に関わる遺伝子、RDR及びsRNAと結合し、転写を制御する因子、AGO1の変異株を用いて、pre-mRNA解析から、NIP5;1の転写を調べた。結果、野生型では高ホウ素条件によるNIP5;1の転写抑制が見られたが、変異株では高ホウ素条件による転写抑制が見られなかった。このことから、mRNA分解産物から生成されたsRNAがAGO1と結合し、NIP5;1の転写を抑制している可能性が強く示唆された。　2)AUG-UAA上でのリボソーム停滞により誘導される未知エンドヌクレアーゼの解析：これまで、逆遺伝学的解析から、NIP5;1のホウ素依存的な発現制御に関わる遺伝子の特定を行ってきた結果、mRNA分解に関わる遺伝子がみつかった。この遺伝子はRNAの分解酵素ドメインを保存しており、この変異株では高ホウ素条件下でのNIP5;1mRNA蓄積の抑制が弱まる。この遺伝子は細胞質に局在していた。この分解ドメインに変異を導入した株では、NIP5;1のmRNAの蓄積のホウ素応答性が野生型に比べて弱まり、分解ドメインはRNA分解活性を持っていた。このことからNIP5;1のmRNA分解に関わる遺伝子であると推察される。3)NIP5;1のホウ素依存的な翻訳制御に関わる因子の同定：逆遺伝学的解析から、翻訳に関わる遺伝子がみつかった。相補実験を行い、この遺伝子が原因遺伝子であることを確認した。
【研究代表者】

田中真幸東京大学大学院農学生命科学研究科(農学部) 特任助教 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31
【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

コドンによる遺伝子発現制御のダイナミズム
【研究領域課題番号】18H02370 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

ゼブラフィッシュ / コドン / tRNA / mRNA分解 / リボソーム
【研究成果の概要】

本研究では、分化が進行するゼブラフィッシュ初期胚において、コドンがmRNA安定性に与える影響（コドン効果）を定量的に解析するPACE法を開発した。この方法を用い、コドン効果がコドンに対応するtRNAの量とリボソームによる翻訳速度と相関することを明らかにした。またtRNAの量の変化がコドン効果の変化につながることを実験的に証明した。さらに、コドン効果によるmRNA分解機構が、リボソームによる翻訳の品質管理機構No-go decayとは独立の経路で働くことを明らかにした。
【研究の社会的意義】

本研究により、タンパク質読み枠のコドンの組み合わせが細胞内においてmRNAの安定性に影響を及ぼす際の原理の一端が明らかとなった。また、コドンがmRNAの安定性に与える効果が、tRNAの量的な変化によって変動することが示された。この成果により、細胞内においてmRNAの安定性がどのように決まっているのかという本質的な疑問の解明が進んだ。この成果は、生命の基礎原理の理解のみならず、将来的にはmRNAワクチンに代表されるmRNA医薬品の開発にも大きく貢献することが期待される。
【研究代表者】

三嶋雄一郎京都産業大学生命科学部准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分担者】
稲田利文東北大学薬学研究科教授 (Kakenデータベース)

AUG-UAAを介したリボソーム停滞のホウ素栄養制御機構
【研究領域課題番号】18K06278 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

リボソーム / ホウ素 / uORF / AUGUAA / mRNA分解 / ｍRNA分解 / 転写後制御 / シロイヌナズナ
【研究成果の概要】

本研究では、5'非翻訳領域に存在する開始コドン-終始コドンという、アミノ酸をコードしない配列AUG-UAA上でホウ素依存的にリボソームの翻訳停滞が起こる仕組みを明らかにすることで、これまでにないリボソームの停滞制御機構を解明することを目的とした。低温電子顕微鏡によるリボソームの構造解析と生化学実験から、ホウ素はAUG-UAAのストップコドンで翻訳終結する際にリボソームのAサイトに結合する翻訳終結因子eRF1を安定化させ、ペプチドの加水分解を促すことで、翻訳終結を促進することに働いていることが示唆された。また、スクリーニング解析により、NIP5;1の発現制御に関わる因子をみつけた。
【研究の社会的意義】

これまで、開始コドンと終止コドンしかない最小ORFはペプチドが無く、機能を持つとは考えられてこなかった。しかし、申請者の研究から、AUG-UAAを介したホウ素濃度依存的なリボソーム停滞による翻訳制御機構が明らかになった。この制御は、リボソームを停滞させ、翻訳を止める仕組みではなく、AUG-UAAでの翻訳を終結させるために、ホウ素が補助因子として関わっている、これまでにない新しい翻訳終結の仕組みであった。この発見は、タンパク質合成は実は翻訳終結の段階で様々な化合物によって制御されている可能性を示唆するものである。申請者の発見ははタンパク質の翻訳制御機構に新たな分野を拓いたと考えられる。
【研究代表者】

田中真幸東京大学大学院農学生命科学研究科(農学部) 特任助教 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

リボソームRNA複合体による無機栄養感知機構の解明

【研究分野】植物栄養学・土壌学

【研究領域課題番号】26450075 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シロイヌナズナ / ホウ素 / リボソーム / 輸送体 / uORF / 上流ORF / mRNA分解 / 転写後制御

【研究成果の概要】

本研究では、シロイヌナズナのホウ素輸送体、NIP5;1のリボソーム mRNA複合体を介したホウ素濃度感知機構を明らかにすることを目的とした。まず、ホウ素に応答したリボソーム停滞やそれに伴うmRNA分解を制御する因子を同定するため、変異株のスクリーニングを行い、４つの変異株を取得した。さらに次世代シークエンサーとdCapsマーカーによる解析からこれらの変異株の原因遺伝子を特定した。また、NIP5;1で停滞しているリボソーム mRNA複合体の構造を低温電子顕微鏡を用いて取得することに成功した。

【研究代表者】

田中真幸東京大学大学院農学生命科学研究科(農学部) 特任助教 (Kakenデータベース)

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究協力者】
白水美香子	理化学研究所	タンパク質機能・構造研究チーム	チームリーダー	(Kakenデータベース)
横山武司	理化学研究所	タンパク質機能・構造研究チーム	研究員

ショウジョウバエ細胞における新規ペプチド鎖解離因子の探索
【研究分野】分子生物学
【研究領域課題番号】26840001 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

translation / termination / ribosome / mRNA分解 / 翻訳終結
【研究成果の概要】

真核細胞は遺伝情報の維持・発現の過程で生じる異常mRNAを認識・分解する仕組み「mRNA品質管理機構」を備えている。本研究では、高等真核細胞における翻訳終結コドンを欠失したノンストップmRNAの分解機構解明を目的とした。その結果、ノンストップmRNA分解経路がショウジョウバエ細胞にも保存されていること、また、ABCE1（リボソーム解離因子）が関与していることを明らかにした。
【研究代表者】

鹿島勲東京大学教養学部特任准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31
【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

異常mRNA由来のタンパク質分解促進機構の解析
【研究分野】分子生物学
【研究領域課題番号】26291002 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

遺伝子発現の品質管理 / ナンセンス変異依存分解系 / Upf1 / Sse1 / Hsp70 / ユビキチン化 / プロテアソーム / 品質管理 / ナンセンス変異依存分解 / Upf / ユビキチン / 翻訳アレスト / シャペロン / リボソーム / ノンストップmRNA / 翻訳伸長阻害 / mRNA分解
【研究成果の概要】

正確な遺伝子発現は生命現象の根幹であり、その破綻や異常は様々な疾患の原因となる。本研究課題では、最も初期のタンパク質品質管理機構である異常mRNA由来の遺伝子産物の分解機構（NMPD）を解析した。その結果、Hsp70のADP/ATPの交換因子であるSse1がUpf1による短鎖型異常タンパク質の分解促進に必要であり、Sse1とHsp70との相互作用がNMPDに必須であることを見出した。本研究により、ナンセンス変異を持った異常mRNA由来の短鎖型タンパク質分解であるNMPDの分子機構の理解が進んだ。
【研究代表者】

稲田利文東北大学薬学研究科(研究院) 教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【配分額】16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)

ポリ(A)鎖の翻訳によるノンストップmRNAの翻訳抑制と異常タンパク質の分解機構
【研究分野】分子生物学
【研究領域課題番号】19370075 (KAKENデータベースで見る）
【研究キーワード】

遺伝子発現 / 品質管理 / 異常mRNA / 異常翻訳 / プロテアソーム / リボソーム / 新生ポリペプチド鎖 / 翻訳アレスト / RNA / 翻訳伸長阻 / RMA品質管理 / タンパク質分解 / mRNA分解 / 翻訳
【研究成果の概要】

我々は、代表的な異常mRNAであるノンストップ(終止コドンを持たない)mRNAにおける翻訳抑制と異常タンパク質分解機構について解析を行い、ポリ(A)鎖の翻訳自体が、多段階での発現抑制機構を作動させ、品質管理機構において必須な役割を果たすことを初めて明確に示した。翻訳アレストを引き起こすアミノ酸配列の特異性について解析を行った結果、塩基性新生ポリペプチド鎖の持つ正の電荷とリボソームトンネルを形成するリボソーマルRNAの負の電荷の間の静電的相互作用による翻訳抑制機構が示唆された。さらに、連続した塩基性アミノ酸配列に依存する翻訳アレストは、1)合成途中のポリペプチド鎖のプロテアソームによる迅速な分解と、2)mRNAの分子内切断を引き起こすことも明らかにしている。
【研究代表者】

稲田利文名古屋大学大学院・理学研究科准教授 (Kakenデータベース)
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2007 - 2009
【配分額】18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)

【研究分担者】
稲田利文	東北大学	薬学研究科	教授	(Kakenデータベース)