Deciphering the Wobble Hypothesis

破译摆动假说

• 批准号: 21K19363
• 负责人: 田中 元雅
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19363/
• 关键词: tRNA; 翻訳; プロファイリング; リボソーム; 揺らぎ塩基

本研究ではこれまに得られた知見、バイオインフォマティクス解析の技術をもとに、翻訳最中にあるリボソームが取り込む揺らぎ塩基の使用頻度を調べるための実験系とバイオインフォマティクス解析のための基盤技術を確立することを目指している。本年度は、リボソームのP部位のmRNAコドンとtRNAアンチコドンを高精度に同定するための試料調製やライブラリー作成の条件の最適化をさらに進めた。その結果、より高い精度で、各種tRNA配列を分類し、かつ様々なtRNA修飾のより正確な定量を行うことができるように、バイオインフォマティクス解析手法、スクリプトの改変を行った。また、本年度はtRNAの解析に加えてmRNAの解析も進め、特にリボソームの交通渋滞をもたらすLtn1欠損マウスの大脳を用いた解析を進めた。その結果、Ltn1欠損マウスが発達障害を示す理由として翻訳の抑制が明らかになった。特に、Ltn1欠損マウスにおけるTTC3の異常な発現上昇が関わっていることを様々な翻訳解析から明らかにした。本研究で開発を行ってきた翻訳プロファイリングによる定量的な解析進めたところ、Ltn1欠損マウスでは翻訳開始段階が抑制されているために全体の翻訳活性が低下し、神経発達が遅れて認知障害が生じたこと、また、TTC3のノックダウンによって翻訳開始の異常な抑制が回復することを見出した。さらに、このようなmRNAの網羅的な翻訳解析によってリボソーム内において特異的なtRNAの増加が示唆された。

在本研究中，基于迄今为止获得的知识和生物信息学分析技术，我们开发了一个实验系统来研究翻译过程中核糖体占用的波动碱基的使用频率以及生物信息学分析的基础技术。今年，我们进一步优化了样品制备和建库条件，以高精度识别核糖体P位点的mRNA密码子和tRNA反密码子。因此，我们修改了生物信息学分析方法和脚本，以便能够以更高的精度对各种 tRNA 序列进行分类，并对各种 tRNA 修饰进行更准确的定量。此外，今年，除了tRNA分析之外，我们还进行了mRNA分析，特别是使用Ltn1缺陷小鼠的大脑进行了分析，这会导致核糖体交通堵塞。结果表明，翻译抑制是 Ltn1 缺陷小鼠表现出发育缺陷的原因。特别是，各种翻译分析表明，Ltn1 缺陷小鼠中 TTC3 表达异常增加有关。使用本研究中开发的翻译分析进行的定量分析表明，在 Ltn1 缺陷的小鼠中，翻译起始阶段受到抑制，导致整体翻译活性降低、神经发育延迟和认知障碍。我们还发现，TTC3 的敲除可以恢复翻译起始阶段。翻译起始的异常抑制。此外，对此类 mRNA 的全面翻译分析表明核糖体内特定 tRNA 的增加。

项目成果

Dysregulated Translation Rhythms of Synaptic Genes in Neuropsychiatric Disorders

神经精神疾病中突触基因翻译节律失调

• 发表时间: 2023
• 作者: Endo R.;Chen Y.K.;Burke J.;Takashima N.;Suryawanshi N.;Hui K.K.;Miyazaki T.;Tanaka M.;Motomasa Tanaka
• 通讯作者: Motomasa Tanaka