タンパク質N末端コードの系統的解析

今見 考志

京都大学大学院・薬学研究科 特任講師

研究室HP

翻訳中の新生鎖N末端は様々な反応場(修飾、フォールディング、オルガノイドなど)を提供し、翻訳レベルでタンパク質の動態や量を制御していると考えられている。では、どのような原理に基づき個々の新生鎖が目的や機能に応じた制御を受け、誰によって一連の反応が制御されるのか?限定的な理解は進んでいるものの、全プロテオームを対象とした共通原理は依然わかっていない。本研究ではその問いに答えるためのテクノロジーを創出するとともに、タンパク質N末端のアミノ酸種や修飾の組み合わせ「N末端コード」に着目し、その配列に結合するタンパク質を系統的に調べることで、プロテオームのN末端の意義を明らかにする。「N末端コード」の視点から「タンパク質の新しい側面」を明らかにする本提案は、領域が掲げる「これまで私たちが知らなかった、見ようとしてこなかった新たなタンパク質の世界を開拓する」のコンセプトと一致するものであり、「プロテオームはどのように形成されるのか?」という本質的な問いに迫る。

  1. Uchiyama J, Roy R, Wang DO, Yoshino C, Mishima Y, *Ishihama Y, *Imami K. pSNAP: Proteome-wide analysis of elongating nascent polypeptide chains. bioRxiv (2021) https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.09.22.461445v1.full
  2. *Imami K, Selbach M, *Ishihama Y. Monitoring mitochondrial translation by pulse SILAC. bioRxiv (2021) https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.01.31.428997v1.full
  3. Harnett D, Ambrozkiewicz MC, Zinnall U, Borisova E, Rusanova A, Dannenberg R, Imami K, Münster-Wandowski A, Fauler B, Mielke T, Selbach M, Landthaler M, Spahn CMT, Tarabykin V, Ohler U, *Kraushar ML. Timed global reorganization of protein synthesis during neocortex neurogenesis at codon resolution. bioRxiv (2021) https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.06.23.449626v1.full
  4. Ichihara K, *Matsumoto A, Nishida H, Kito Y, Shimizu H, Shichino Y, Iwasaki S, Imami K, Ishihama Y, *Nakayama K. Combinatorial analysis of translation dynamics reveals eIF2 dependence of translation initiation at near-cognate codons. Nucleic Acids Research 49, 7298-7317 (2021)
  5. *Kraushar ML, Krupp F, Harnett D, Turko P, Ambrozkiewicz MC, Sprink T, Imami K, Günnigmann M, Zinnall U, Vieira-Vieira CH, Schaub T, Münster-Wandowski A, Bürger J, Borisova E, Yamamoto H, Rasin MR, Ohler U, Beule D, Mielke T, Tarabykin V, Landthaler M, Kramer G, Vida I, Selbach M, *Spahn CMT. Protein Synthesis in the Developing Neocortex at Near-Atomic Resolution Reveals Ebp1-Mediated Neuronal Proteostasis at the 60S Tunnel Exit. Molecular Cell 81, 304-322 (2021)
  6. Uchiyama J, *Ishihama Y, *Imami K. Quantitative nascent proteome profiling by pulse labeling of O-propargyl-puromycin and stable isotope labeled amino acids. Journal of Biochemistry 1969, 227-236 (2020)
  7. *Theil K, Imami K, *Rajewsky N. Identification of proteins and miRNAs that specifically bind an mRNA in vivo. Nature Communications 10, 4205 (2019)
  8. *Imami K, Yasuda T. Measuring protein synthesis during cell cycle by azidohomoalanine (AHA) labeling and flow cytometric analysis. Bio-Protocol l 9 (2019)
  9. *Imami K, Milek M, Bogdanow B, Yasuda Y, Kastelic N, Zauber H, Ishihama Y, Landthaler M, *Selbach M. Phosphorylation of the ribosomal protein RPL12/uL11 affects translation during mitosis. Molecular Cell 72, 84-98, (2018)
  10. Wessel H, Imami K (co-first author), Baltz A, Kolinksi M, Beldovskaya A, Selbach M, Small S, *Ohler U, *Landthaler M. The mRNA-bound proteome of the early fly embryo. Genome Research 26, 1000-1009, (2016)