冈山大学
东京工业大学

◆发表要点

• 富含特定氨基酸的蛋白质的合成有时会被概率性地中断（强制结束），但其机理不明。
  
• 上述合成中断是1.非典型的翻译终止反应，2。合成过程中异常的核糖体再利用反应的其中一个引起影响已经清楚。
  
• 合成中断受蛋白质合成的停滞和温度条件的影响，在应激条件下更频繁地发生蛋白质合成的异常。
  

冈山大学学术研究院环境生命自然科学领域的茶谷悠平副教授和东京工业大学科学技术创成研究院的田口英树教授的联合研究小组，阐明了至今为止不明的蛋白质合成中断的机制。 形成生命的蛋白质是以DNA的基因序列为基础，由细胞内装置核糖体合成的。核糖体通过不间断地将基因序列转换成氨基酸、连接，合成（翻译）蛋白质。但是，如果继续翻译富含负电荷的氨基酸（天冬氨酸、谷氨酸），一部分核糖体就会中断合成。但是，为什么合成会中断，其分子机制至今不明。
研究小组从试管内的重组实验，面临上述的问题解决，研究的结果，合成中断与通常不同的机制新生蛋白质从核糖体被切断，合成中应该不起作用的核糖体再利用路径的作用被明确。同时，合成中断，蛋白质合成容易堵塞的营养枯竭和高温等紧张状态条件，变得更容易发生也被暗示。
准确地表达基因是生命活动的大前提，但本研究揭示了成为其障碍的异常反应的详细机制，期待实现更有效的蛋白质表达的基因设计、技术开发等成为可能。
本研究于2023年12月9日刊登在美国学术杂志《Cell Reports》在线版上。

◆研究者表示

发现核糖体不擅长负电荷氨基酸的合成是2014年，此后持续了大约10年的研究，一个重要的到达点。由于氨基酸排列的蛋白质合成的中断，不仅仅是此次模型使用了的大肠杆菌，人类等真核生物也发生，我们人类等的细胞中这样的异常（控制）有怎样的意义发生着，另外，关于在负电荷氨基酸的翻译中发生合成中断的根本原因（核糖体的结构变化），今后将进一步研究。如果感兴趣，请务必联系我们。。

茶谷副教授

■论文信息
论文名：Mechanistic dissection of premature translation termination induced by acidic residues-enriched nascent peptide
刊登：Cell Reports
作者：Yuhei Chadani, Takashi Kanamori, Tatsuya Niwa, Kazuya Ichihara, Keiichi I. Nakayama, Akinobu Matsumoto, and Hideki Taguchi
D O I：10.1016/j.celrep.2023.113569
U R L：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124723015814

■研究资金
本研究是在日本学术振兴会科研费（JP26116002, JP18H03984, JP20H05925, 17K15062, 19K16038）、大隅基础科学创成财团（第3期研究补助）的支持下实施的。

＜详细研究内容＞
阐明核糖体中断蛋白质合成的机制！～期待能阐明疾病原因、实现高效蛋白质生产的基因设计、技术开发～

＜咨询窗口＞
冈山大学学术研究院环境生命自然科学学域
副教授　茶谷　悠平
（TEL）086-251-7856
（FAX）086-251-7876