非典型翻訳の試験管内再構成とそのメカニズムの解明

町田 幸大

兵庫県立大学・工学研究科　准教授

研究室HP

近年、数塩基の繰り返し配列の異常伸長を持つRNAから「非典型的」すなわち、開始コドン非依存的に翻訳（RAN翻訳）される産物が、各種の神経・筋疾患の原因になることが明らかになってきた。これまで、主に翻訳産物の凝集や毒性に関する研究が進められてきたが、産物を生み出す「RAN翻訳の分子機構」については未だ不明なままである。そこで本研究では、申請者が開発した「ヒト因子由来の再構成型無細胞翻訳系」で「RAN翻訳」を再現することで、RAN翻訳の分子機構の一端を明らかにすることを目標とする。再構成型無細胞翻訳系の利点は、構成因子が既知であること、また特定の因子の出し入れや添加量の調整を自在に行えることにある。この利点を活用し、具体的には「翻訳開始因子群がRAN翻訳に与える影響」、「RAN翻訳の開始点」、「RAN翻訳産物と膜との相互作用」の解明を目指す。

  1. Hirayama C, Machida K, Noi K, Murakawa T, Okumura M, Ogura T, Imataka H, Inaba K. Distinct roles and actions of protein disulfide isomerase family enzymes in catalysis of nascent-chain disulfide bond formation. iScience. 24(4), 102296 (2021)
  2. Yokoyama T, Machida K, Iwasaki W, Shigeta T, Nishimoto M, Takahashi M, Sakamoto A, Yonemochi M, Harada Y, Shigematsu H, Shirouzu M, Tadakuma H, Imataka H, Ito T. HCV IRES Captures an Actively Translating 80S Ribosome. Mol Cell. 74(6), 1205-1214.e8 (2019)
  3. Machida K, Shigeta T, Yamamoto Y, Ito T, Svitkin Y, Sonenberg N, Imataka H. Dynamic interaction of poly(A)-binding protein with the ribosome. Sci Rep. 8(1), 17435 (2018)
  4. *Machida K, Kanzawa K, Shigeta T, Yamamoto Y, Tsumoto K, *Imataka H. Huntingtin Polyglutamine-Dependent Protein Aggregation in Reconstituted Cells. ACS Synth Biol. 7(2), 377-383 (2018)
  5. *Machida K, Shigeta T, Kobayashi A, Masumoto A, Hidaka Y, *Imataka H. Cell-free analysis of polyQ-dependent protein aggregation and its inhibition by chaperone proteins. J Biotechnol. 239, 1-8 (2016)
  6. Machida K, Imataka H. Production methods for viral particles. Biotechnol Lett. 37(4), 753-60 (2015)
  7. *Machida K, Mikami S, Masutani M, Mishima K, Kobayashi T, *Imataka H. A translation system reconstituted with human factors proves that processing of encephalomyocarditis virus proteins 2A and 2B occurs in the elongation phase of translation without eukaryotic release factors. J Biol Chem. 289(46), 31960-71 (2014)
  8. Kobayashi T, Machida K, Imataka H. Human cell extract-derived cell-free systems for virus synthesis. Methods Mol Biol. 1118, 149-56 (2014)
  9. Masutani M, Machida K, Kobayashi T, Yokoyama S, Imataka H. Reconstitution of eukaryotic translation initiation factor 3 by co-expression of the subunits in a human cell-derived in vitro protein synthesis system. Protein Expr Purif. 87(1), 5-10 (2013)
  10. Machida K, Masutani M, Kobayashi T, Mikami S, Nishino Y, Miyazawa A, Imataka H. Reconstitution of the human chaperonin CCT by co-expression of the eight distinct subunits in mammalian cells. Protein Expr Purif. 82(1), 61-9 (2012)
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