刺激依存的に非典型読み枠で合成されるタンパク質の同定及びその合成機構、機能の解析

足達 俊吾

産業技術総合研究所　主任研究員

研究室HP

通常mRNAは3種類の読み枠のうち1種類(フレーム１)を用いてタンパク質が合成されるが、大腸菌やウイルスなどの一部のmRNAにおいて、非典型の読み枠(フレーム２や３)を用いたタンパク質の合成例が知られている。一方、ヒトなどゲノムサイズの大きな生物においては、ごく少数の例が知られているのみであり、実際にどれほどのmRNAについて複数の読み枠を用いたタンパク質合成が行われているのか、複数の読み枠が用いられる分子メカニズム、その意義についてはほとんど明らかにされていない。我々は、タンパク質のN末領域のペプチド濃縮する手法を用いた質量分析及び、mRNAの３種類の読み枠全てのアミノ酸配列が含まれたデータベースを用いた解析により、既存読み枠(フレーム１)だけでなく非典型の読み枠(フレーム２や３)を用いて合成されるタンパク質を探索し、定常状態のヒトHEK293T細胞やHeLa細胞を用いた予備的な解析から10種を超えるmRNAについて、既存読み枠に加え、非典型の読み枠でのタンパク質合成が行われていることを見出している。本研究では、哺乳類培養細胞において非典型読み枠から作られるタンパク質、特に様々な刺激依存的に発現が変化するタンパク質の同定、その発現メカニズム及び機能の解析を行い、最終的には「非典型読み枠」という未解明遺伝情報の意義を理解することを目指す。

  1. Ninomiya K, Iwakiri J, Aly MK, Sakaguchi Y, *Adachi S, Natsume T, Terai G, Asai K, Suzuki T, Hirose T. m6A-modification of HSATIII lncRNAs regulates temperature-dependent splicing. EMBO J. e107976 (2021)
  2. Perez CAG, *Adachi S, Nong QD, Adhitama N, Matsuura T, Natsume T, Wada T, Kato Y, Watanabe H. Sense-overlapping lncRNA as a decoy of translational repressor protein for dimorphic gene expression. PLOS Genetics. 17(7), e1009683 (2021)
  3. Udagawa T, Seki M, Okuyama T, *Adachi S, Natsume T, Noguchi T, Matsuzawa A, Inada T. Failure to Degrade CAT-Tailed Proteins Disrupts Neuronal Morphogenesis and Cell Survival. Cell Rep. 34(1), 108599 (2021)
  4. Ninomiya K, *Adachi S, Natsume T, Iwakiri J, Terai G, Asai K, Hirose T. LncRNA-dependent nuclear stress bodies promote intron retention through SR protein phosphorylation. EMBO J. 39(3), e102729 (2020)
  5. Kato A（同等貢献）, *Adachi S（同等貢献）, Kawano S, Takeshima K, Watanabe M, Kitazume S, Sato R, Kusano H, Koyanagi N, Maruzuru Y, Arii J, Hatta T, Natsume T, Kawaguchi Y. Identification of a herpes simplex virus 1 gene encoding neurovirulence factor by chemical proteomics. Nat Commun. 11(1), 4894 (2020)
  6. 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 human mRNAs. EMBO Rep. 20(11), e48220 (2019)
  7. Murano K, Iwasaki YW, Ishizu H, Mashiko A, Shibuya A, Kondo S, *Adachi S, Suzuki S, Saito K, Natsume T, Siomi MC, Siomi H. Nuclear RNA export factor variant initiates piRNA-guided co-transcriptional silencing. EMBO J. 38(17), e102870 (2019)
  8. Takahashi A, *Adachi S, Morita M, Tokumasu M, Natsume T, Suzuki T, Yamamoto T. Post-transcriptional Stabilization of Ucp1 mRNA Protects Mice from Diet-Induced Obesity. Cell Rep. 13(12), 2756-67 (2015)
  9. *Adachi S, Natsume T. Purification of noncoding RNA and bound proteins using FLAG peptide-conjugated antisense-oligonucleotides. Methods Mol Biol. 1262, 265-74 (2015)
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