【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】16K15116 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

非コードゲノム / ORF / ミトコンドリア / 膜電位 / ペプチドモチーフ / 翻訳 / 上流ORF / ノンコードRNA / 遺伝子 / プロテオーム

【研究成果の概要】

ヒトゲノムは解読されてから15年以上経っているが、未だその中に幾つの遺伝子があり、ヒトゲノムに何種類のタンパク質がコードされているのか未解明のままである。当研究室では、これまでの通説ではタンパク質をコードしていないと考えられていたヒトゲノム領域（非コード領域）から、タンパク質が産生される例を１つ発見している。本研究では、この発見の経緯で得られた経験をもとに、２つめの事例を探索した結果、ミトコンドリア機能に関わる可能性の高いタンパク質が、ヒトゲノムの非コード領域から産生されることを発見した。本研究は、ヒトゲノムの新しい機能的側面を示唆する価値のある研究だといえる。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】26560370 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

運動 / 翻訳動態 / Ribosome profiling / 次世代シーケンサー / マウス / 骨格筋 / 遺伝子 / タンパク質 / リボソームプロファイリング / 翻訳 / 遺伝子発現 / マクロファージ / 炎症 / 網羅的解析 / 翻訳調節 / フレームシフト / 翻訳速度

【研究成果の概要】

これまで多くの研究がなされてきた転写動態変化に関連する作用機序に加え、翻訳動態変化も生体システムに重要な影響を及ぼしている。また近年、これまでは技術的に困難であった翻訳動態変化を網羅的に解析可能な技術（Ribosome profiling）が開発され、次世代シーケンサーにより解析することで、それぞれのmRNAが実際はどの程度翻訳されていたのかを網羅的かつ１塩基単位の高精度で解析することができるようになった。同技術を用いて運動が翻訳動態に与える影響を網羅的に解析し、未知であった作用機序の解明に加え、急性炎症・抗炎症応答時においても新たなシス配列因子を発見することができた。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2014-04-01 - 2016-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】植物栄養学・土壌学

【研究領域課題番号】25221202 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

無機栄養 / 翻訳 / uORF / 栄養感知 / 数理モデル / 実証 / 低栄養適応 / 細胞壁 / 輸送 / 制御 / モデル / 遺伝子

【研究成果の概要】

無機栄養ホメオスタシスに必須な遺伝子を多くの元素について同定解析し、無機栄養の恒常性維持に細胞壁合成や RNA代謝、翻訳制御等の重要性を示した。リボソームRNA 複合体がAUGUAA上で細胞質の栄養濃度を感知し、この感知に伴って栄養輸送体mRNAの分解や転写制御が起こることや翻訳制御のゲノムレベルでの重要性を明らかにした。ホウ素輸送の２次元及び動的モデルを構築し実験的検証を行い、根の成長と地上部への輸送の役割分担や輸送体制御の栄養の流れを高く維持するための重要性を示した。

【研究の社会的意義】

植物の１７種の必須元素は、いずれも輸送や蓄積の制御を通じた恒常性が見られるが、その機構は未知の部分が多く、本研究でその一端を明らかにした。また、栄養のリボソームによる感知を初めて明らかにし、翻訳と転写が協調して起こることを示したこと、AUGUAAという最も短いORFの生物学的機能を明らかにしたこと、栄養輸送の２次元及び動的モデルを構築、一部を実証したことなどが高く評価されていると考えている。また、これらの栄養応答機構の一端は作物の栄養欠乏応答にも関与しており、作物の栄養欠乏症過剰症低減にも寄与する知見を得たと考えている。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2013-05-31 - 2018-03-31

【配分額】216,710千円 (直接経費: 166,700千円、間接経費: 50,010千円)

【研究分野】生体関連化学

【研究領域課題番号】20550148 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DNA / GFP / PCR / キャピラリー電気泳動 / タンパク質 / プロテオミクス / 翻訳 / 遺伝情報発見 / 蛍光蛋白質 / プライマー / 分子システム / 増幅反応 / 論理ゲート / 論理判断 / RNA / アミノ酸 / 蛋白質 / 転写 / 遺伝子 / 遺伝子工学 / マイクロ流体チップ / 蛍光イメージング / キャピラリ-電気泳動

【研究成果の概要】

酵素的なDNA 増幅反応と,増幅されたDNAをオンチップ電気泳動で分離する手段を組み合わせることにより,遺伝情報の発現に必要な配列をコードしたDNAの組換え,組み替えられた目的DNAの選別,DNAからmRNAへの転写,mRNAからタンパク質への翻訳,翻訳されたタンパク質の検出までの一連の流れを,細胞の助けを借りることなく達成する手法を開発した.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】20790095 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

翻訳 / 遺伝子 / ゲノム

【研究成果の概要】

塩基性アミノ酸の連続配列を含有するヒト遺伝子が267種あることをバイオインフォマッティクス解析によって見出した。この結果は、塩基性アミノ酸の連続配列による翻訳抑制現象が、全遺伝子の約0.7%に相当する遺伝子の発現制御に利用されていることを示唆している。これらの代表的遺伝子について、レポーター解析システムを構築した。さらに、HIVウイルス遺伝子であるTATにも塩基性アミノ酸の連続配列が含まれて入ることが判明した。しかしながら、TATの発現制御に塩基性アミノ酸の連続配列は関与しないことが分かった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)