01 非典型的な翻訳動態の多様性・普遍性と分子機構

田口 英樹

東京工業大学・科学技術創成研究院・細胞制御工学研究センター 教授

研究室HP

本領域の目標は、これまで見えていなかった多面的な(マルチファセット)タンパク質の世界を明らかにすることにある。研究代表者(田口)の最近の発見も含めて生命のセントラルドグマの終端である翻訳過程に大きな未開のバイオロジーがあることがわかってきた。例えば、翻訳途上の新生ポリペプチド鎖(新生鎖)によっては翻訳を途中で終了させる場合がある。このような非典型的な翻訳は翻訳レベルでタンパク質の発現・機能を制御し、プロテオームを拡張しうるが、その詳細は不明である。そこで本研究では、非典型的な翻訳の普遍性、分子機構、細胞内での動態、機能などを解析することで、マルチファセットなタンパク質の世界の一端を開拓し、細胞内タンパク質科学のパラダイムシフトに貢献することを目的とする。
具体的には、領域内での融合研究を含めながら以下の研究を推進する。
1)新生鎖に依存した非典型的なリボソーム動態の普遍性と分子機構。
2)非典型的な翻訳から産まれるタンパク質の多様性と生理的意義。
3)生細胞内での非典型的な翻訳のイメージング。

  1. Konno H, Watanabe-Nakayama T, Uchihashi T, Okuda M, Zhu L, Noriyuki Kodera, Kikuchi Y, *Ando T, *Taguchi H. Dynamics of oligomer and amyloid fibril formation by yeast prion Sup35 observed by high-speed atomic force microscopy. Proc Natl Acad Sci USA 117, 7831-7836 (2020)
  2. Miwa T, Chadani Y, *Taguchi, H. Escherichia coli small heat shock protein IbpA is an aggregation-sensor that self-regulates its own expression at post-transcriptional levels. Mol Microbiol 115, 142-156 (2020)
  3. Niwa T, Uemura E, Matsuno Y, *Taguchi H. Translation-coupled protein folding assay using a protease to monitor the folding status. Protein Sci 28, 1252-1261 (2019) selected as Protein Science 2019 Best Paper Award.
  4. *Nojima T, Niwa T, *Taguchi H. Proteome analysis of phase-separated condensed proteins with ionic surfactants revealed versatile formation of artificial biomolecular condensate. Biomacromolecules 20, 539-545 (2019)
  5. Chadani Y, Niwa T, Izumi T, Sugata N, Nagao A, Suzuki T, Chiba S, *Ito K, *Taguchi H. Intrinsic ribosome destabilization underlies translation and provides an organism with a strategy of environmental sensing. Mol Cell 68, 528-539 (2017)
  6. Chadani Y, Niwa T, Chiba S, *Taguchi H, *Ito K. Integrated in vivo and in vitro nascent chain profiling reveals widespread translational pausing. Proc Natl Acad Sci USA 113, E829-E838 (2016)
  7. Niwa T. Kanamori T, *Ueda T, *Taguchi H. Global analysis of chaperone effects using a reconstituted cell-free translation system. Proc Natl Acad Sci USA 109, 8937-8942 (2012)
  8. Fujiwara K, Ishihama Y, Nakahigashi K, Soga T, *Taguchi H. A systematic survey of in vivo obligate chaperonin-dependent substrates. EMBO J 29, 1552-1564 (2010)
  9. Kawai-Noma S, Pack C-G, Kojidani T, Asakawa H, Hiraoka Y, Kinjo M, Haraguchi T, *Taguchi H, Hirata A. In vivo evidence for the fibrillar structures of Sup35 prions in yeast cells. J Cell Biol 190, 223-231 (2010)
  10. Niwa T, Ying B-W, Saito K, Jin WZ, Takada S, Ueda T, *Taguchi H. Bimodal protein solubility distribution revealed by an aggregation analysis of the entire ensemble of Escherichia coli proteins. Proc Natl Acad Sci USA 106, 4201-4206 (2009)