新規リボソーマルRNA修飾の同定および機能解析

新型核糖体 RNA 修饰的鉴定和功能分析

• 批准号: 11J09964
• 负责人: 木村 聡
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09964/
• 关键词: rRNA; 転写後修飾; リボソーム; RNA修飾; ヒドロキシル化

生体内においてタンパク質合成を司るリボソームはリボソーマルRNAと呼ばれるRNA(rRNA)とタンパク質からなる超分子複合体である。リボソームの生合成過程においてrRNAは様々な化学修飾を受けることが知られている。リボソームはすべての細胞において必須な分子機械であるが、その修飾に着目した研究は少なく、依然その機能や意義については未知な部分が多く残されている。当該研究員はバクテリアにおけるリボソームの新たな機能調節機構の発見を目指し、rRNAの転写後修飾の研究を行った。当該研究員はシチジンの5位にヒドロキシル基が付加された5-ヒドロキシシチジン(ho^5C)に着目した。このho^5Cの興味深い点として、修飾率が100%ではないことが挙げられる。このことは細菌が修飾の導入されたリボソームと導入されていないリボソームを使い分けているという新たな可能性を示している。しかしその修飾率の調節および修飾の機能は依然わかっていないため、当該研究員はho^5Cの形成機構および機能に焦点を絞り解析を行った。まず当該研究者は鉄硫黄クラスター生合成がho^5Cの形成に関与していることを突き止めた。鉄硫黄クラスターを有するタンパク質の活性が細胞内の鉄イオン濃度に依存する例が知られているが、研究員はキレーターを用いた実験によりho^5Cの形成が鉄イオンの濃度に依存していることを突き止めた。この結果は環境中の鉄の枯渇、および再供給によりrRNAの修飾効率が変動するという興味深い現象を示唆している。鉄イオンが変動する環境の一つとして宿主の動物細胞への感染が挙げられる。実際、病原性細菌であるサルモネラ菌を用いた感染実験を行ったところ、修飾欠損株において宿主細胞への侵入性の上昇が観察され、ho^5Cが感染性を調節していることが示唆された。本研究はho^5Cの修飾率の調節機構、および機能の一端が明らかとし、さらには細菌がリボソームの修飾を介して、感染性をコントロールしているという新たな概念を提起している。

Born in vivo に お い て タ ン パ ク quality synthetic を department る リ ボ ソ ー ム は リ ボ ソ ー マ ル RNA と shout ば れ る RNA (rRNA) と タ ン パ ク qualitative か ら な る supramolecular complexes で あ る. リ ボ ソ ー ム の biosynthesis process に お い て rRNA は others 々 な chemically modified を by け る こ と が know ら れ て い る. リ ボ ソ ー ム は す べ て の cells に お い て must な molecular mechanical で あ る が, そ の modified に with mesh し た research は less な く, still そ の function や meaning に つ い て は unknown な partly が く residual さ れ て い る. When the researchers は バ ク テ リ ア に お け る リ ボ ソ ー ム の new た な functional regulation institutions の 発 see を refers し, rRNA の planning modification after writing の を line っ た. When the researchers は シ チ ジ ン の five に ヒ ド ロ キ シ ル base pay plus さ が れ た 5 - ヒ ド ロ キ シ シ チ ジ ン (ho ^ 5 c) に with mesh し た. <s:1> <s:1> ho^5C <s:1> the depth of interest <s:1> points と て て, modification rate が100%で な な とが挙げられる とが挙げられる とが挙げられる とが挙げられる. こ の こ と は bacteria が modified の import さ れ た リ ボ ソ ー ム と import さ れ て い な い リ ボ ソ ー ム を make い points け て い る と い う new た を な possibility in し て い る. の し か し そ の modify rates お よ び function of modified の は still わ か っ て い な い た め, when the researchers は ho ^ 5 c の form institutions お よ び function に focus を wring line analytical を り っ た. Youdaoplaceholder0 when the researcher まず iron sulfur <s:1> ラスタ まず biosynthesizes がho^5C <s:1> to form に relations with <s:1> て る る とを とを とを とを とを とを とを とを とを とを とを とを とを とを めた stop めた. Iron objects sulfur ク ラ ス タ ー を have す る タ ン パ ク が の iron objects in the cell mass の activity イ オ に ン concentration dependent す る example が know ら れ て い る が, researcher は キ レ ー タ ー を with い た be 験 に よ り ho ^ 5 c の form が iron objects イ オ ン に の concentration dependent し て い る こ と を tu き check め た. こ の results は の iron objects in the environment の 渇, お よ び refurnish に よ り rRNA が の modify working rate - move す る と い う tumblers を deep い phenomenon in business し て い る. Iron, <s:1> が, changes the する environment, <s:1>, と, <s:1>, て host, <s:1> animal cells へ, へ infection が挙げられる. Be international, pathogenic bacteria で あ る サ ル モ ネ を ラ bacteria with い た infection be 験 を line っ た と こ ろ, modified owe damage strain に お い て host cell へ の invasive の rise が 観 examine さ れ, ho ^ 5 c infectious を が regulating し て い る こ と が in stopping さ れ た. This study は ho ^ 5 c の の modification rate regulating mechanism, お よ び function の end が Ming ら か と し, さ ら に は bacteria が リ ボ ソ ー ム の modified を interface し て, infectious を コ ン ト ロ ー ル し て い る と い う new た な concept を filed し て い る.

项目成果

Biogenesis of 2-agmatinylcytidine catalyzed by the dual protein and RNA kinase TiaS

• DOI: 10.1038/nsmb.2121
• 发表时间: 2011-11
• 期刊: Nature Structural &Molecular Biology
• 作者: Naohiro Terasaka;S. Kimura;T. Osawa;T. Numata;Tsutomu Suzuki

Structural basis of tRNA agmatinylation essential for AUA codon decoding

• DOI: 10.1038/nsmb.2144
• 发表时间: 2011-11-01
• 期刊: NATURE STRUCTURAL & MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 16.8
• 作者: Osawa, Takuo;Kimura, Satoshi;Numata, Tomoyuki
• 通讯作者: Numata, Tomoyuki

Base methylations in the double-stranded RNA by a fused methyltransferase bearing unwinding activity.

• DOI: 10.1093/nar/gkr1287
• 发表时间: 2012-05
• 期刊: Nucleic acids research
• 影响因子: 14.9
• 作者: Kimura S;Ikeuchi Y;Kitahara K;Sakaguchi Y;Suzuki T;Suzuki T
• 通讯作者: Suzuki T

RNAヘリケース活性を有したRlmKLによる23Sr RNAのジメチル化とリボソームの生合成

具有 RNA 解旋酶活性的 RlmKL 对 23Sr RNA 的二甲基化和核糖体生物发生

• 发表时间: 2012
• 作者: 木村聡;池内与志穂;北原圭;坂口裕理子;鈴木健夫;鈴木勉
• 通讯作者: 鈴木勉

Base methylations in the double-stranded RNA by a fused methyltransferase bearing unwinding activity in ribosome assembly

在核糖体组装中具有解旋活性的融合甲基转移酶对双链 RNA 进行碱基甲基化

• 发表时间: 2011
• 作者: Satoshi Kimura;Yoshiho Ikeuchi;Kei Kitahara;Yuriko Sakaguchi;Takeo Suzuki;Tsutomu Suzuki
• 通讯作者: Tsutomu Suzuki