遺伝情報を拡大する翻訳時のタンパク質多様性産生のメカニズムと生理機能
【研究キーワード】
翻訳 / フレームシフト / コロナウイルス / ジフタミド修飾 / フレームシスト
【研究成果の概要】
翻訳伸長因子eEF2には特殊な化学修飾であるジフタミド化がおこる。ジフタミド化は全ての真核細胞eEF2に保存されているがその翻訳への関わりは不明な点が多い。興味深いことに、酵母のジフタミド酵素変異体では翻訳の忠実度が下がり、-1 frameshift翻訳の頻度が上昇する。我々は、これまでショウジョウバエ腸の恒常性維持にeEF2ジフタミド化を触媒する酵素の一つDph5が関わること、eEF2ジフタミド化はRasV12による腸幹細胞の過増殖に必要であることを見出した。最近になって加速度的に進んできた翻訳伸長の研究から翻訳伸長過程で作られる新生鎖自体が新たな機能を発揮することがわかり、タンパク質の機能発現は多段階になされることが示されてきた。翻訳の多様性を示す現象に、一つのmRNAからポリプロテインを産生する現象がある。様々なウイルスはフレームシフトによって読み枠を変えることで産生するタンパク質の種類を増やすことが知られているが、コロナウイルスゲノムRNAはその塩基配列に-1 frameshiftを可能にする情報が含まれている。初めはORF1aポリプロテインが作られるが、-1 frameshiftをおこすことによってORF1bポリプロテインが作られる。しかし、ホストの細胞の翻訳マシナリーが-1 frameshift翻訳を調節する仕組みは殆ど明らかにされていない。この仕組みの研究は、ウイルス増殖の解明や感染予防の観点からも重要度が高い。さらに、-1 frameshift翻訳がウイルスのみならず動物細胞のmRNAに対して翻訳レベルでゲノム情報の多様性をもたらす可能性がある。またその異常がプロテオスタシス一般に関わることも予想される。本研究はeEF2のジフタミド化を含む-1 frameshift翻訳を制御する仕組みと生理機能を明らかにするものである。
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31
【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)