APEX-Ribo-Seq: 近傍標識による非典型局所翻訳の網羅解析

七野 悠一

理化学研究所・開拓研究本部　基礎科学特別研究員

研究室HP

近年、従来のイメージを覆す非典型的な翻訳制御の存在が急速に明らかになっている。その背景には、細胞内の翻訳状況を網羅的に解析する手法であるリボソームプロファイリング（Ribo-Seq）の登場がある。リボソームは結合しているmRNAの領域を分解から保護する性質をもっている。そこで、RNase処理後に残ったmRNA断片の配列を次世代シーケンサーで決定することにより、リボソームが翻訳していた箇所を網羅的かつ定量的、そしてコドンレベルの分解能で解析することができる。これまでに、非AUG開始点、Non-coding RNAにおける新たな翻訳領域、伸長中の停止箇所などがリボソームプロファイリングによって網羅的に同定されてきた。

ミトコンドリアや神経細胞のシナプスなど細胞内の特定の箇所では、局在化したリボソームによる局所的な翻訳が行われている。このような非典型的な翻訳制御は、タンパク質の局在を制御し、正しく機能させるために重要だと考えられている。これまでにもリボソームプロファイリングによる局所翻訳の網羅的解析が行われてきたが、局在化したリボソームを精製するために煩雑で局所環境ごとに異なる手法がとられていた。本研究では、APEX2による近傍標識を利用した簡便かつ汎用的な新規手法APEX-Ribo-Seqを確立し、多様な局所翻訳の分子機構の解明を目指す。

  1. Chen M, +Asanuma M, +Takahashi M, Shichino Y, Mito M, Fujiwara K, Saito H, Floor SN, Ingolia NT, Sodeoka M, Dodo K, Ito T, *Iwasaki S. Dual targeting of DDX3 and eIF4A by the translation inhibitor rocaglamide A. Cell Chem Biol 28, 475-486.e8 (2021) selected as a cover.
  2. Nakazawa K, Shichino Y, Iwasaki S, *Shiina N. Implications of RNG140 (caprin2)-mediated translational regulation in eye lens differentiation. J Biol Chem 295, 15029-15044 (2020)
  3. Han P, Shichino Y, Schneider-Poetsch T, Mito M, Hashimoto S, Udagawa T, Kohno K, Yoshida M, Mishima Y, Inada T, *Iwasaki S. Genome-wide survey of ribosome collision. Cell Rep 31, 107610 (2020)
  4. +Shichino Y, +Otsubo Y, Yamamoto M, *Yamashita A. Meiotic gene silencing complex MTREC/NURS recruits the nuclear exosome to YTH-RNA-binding protein Mmi1. PLOS Gen 16, e1008598 (2020)
  5. Hia F, Yang SF, Shichino Y, Yoshinaga M, Murakawa Y, Vandenbon A, Fukao A, Fujiwara T, Landthaler M, Natsume T, Adachi S, Iwasaki S, *Takeuchi O. Codon Bias Confers Stability to mRNAs via ILF2 in Humans. EMBO Rep 20, e48220 (2019)
  6. *Iwasaki S, +Iwasaki W, +Takahashi M, Sakamoto A, Watanabe C, Shichino Y, Floor SN, Fujiwara K, Mito M, Dodo K, Sodeoka M, Imataka H, Honma T, Fukuzawa K, *Ito T, *Ingolia NT. The Translation Inhibitor Rocaglamide Targets a Bimolecular Cavity between eIF4A and Polypurine RNA. Mol Cell 73, 738-748 (2019)
  7. +Akichika S, +Hirano S, Shichino Y, Suzuki T, Nishimasu H, Ishitani R, Sugita A, Hirose Y, Iwasaki S, *Nureki O, *Suzuki T. Cap-specific terminal N6-methylation of RNA by an RNA polymerase II-associated methyltransferase. Science 363, eaav0080 (2019)
  8. Shichino Y, Otsubo Y, Kimori Y, Yamamoto M, *Yamashita A. YTH-RNA-binding protein prevents deleterious expression of meiotic proteins by tethering their mRNAs to nuclear foci. eLife 7, e32155 (2018)
  9. Touat-Todeschini L, +Shichino Y, +Dangin M, Thierry-Mieg N, Gilquin B, Hiriart E, Sachidanandam R, Lambert E, Brettschneider J, Reuter M, Kadlec J, Pillai R, Yamashita A, Yamamoto M, *Verdel A. Selective termination of lncRNA transcription promotes heterochromatin silencing and sexual differentiation. EMBO J 36, 2626-2641 (2017)
  10. Shichino Y, Yamashita A, *Yamamoto M. Meiotic long non-coding meiRNA accumulates as a dot at its genetic locus facilitated by Mmi1 and plays as a decoy to lure Mmi1. Open Biol 4, 140022 (2014)

(+: contributed equally, *: corresponding author)

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