研究グループ長らは、生体内で遺伝情報をもとにタンパク質を合成する「翻訳」機能を担うリボソームがRNA分解酵素であるリボヌクレアーゼ(RNase)の活性を阻害する機能を持つことを発見した。リボソームは、DNAからRNAに「転写」された遺伝情報をタンパク質へと「翻訳」する役割を担う。T2は、RNAを分解する酵素であり、細胞外RNAの侵入阻止や栄養の取り込みなどに関わっている。T2が細胞内に流入し、自己のRNAが分解される恐れがある。T2からRNAを守る仕組みが必要であるが、この仕組みが不明であった。T2を大腸菌から精製すると、リボソームと結合した不活性体として単離されることが以前から知られていた。複合体形成の生理的意義や翻訳機能との関わり、相互作用の様式などについては不明であった。T2と結合することで細胞内の自己RNAの分解を防ぐことを発見した。Communications誌にオンライン掲載される。rRNAのうちのhelix41領域。開発の社会的背景リボソームは全生物に存在する細胞小器官であり、「翻訳」という重要な生体機能を担っている。リボソームの機能は多くの生物で共通である一方、細菌とヒトではリボソームの構造が異なるため、細菌リボソームに選択的な阻害剤は、ヒトに対する毒性の低い感染症治療薬となる可能性がある。このような治療薬の開発が期待されている。した阻害剤の開発には、リボソームの機能についての詳細な解析が必要である。産総研では、新規微生物やそれに含まれる有用酵素の探索と利用など、微生物に関する研究を幅広く行っている。最近は、大腸菌をプラットフォームとしたリボソームの解析・改変を通じて細胞機能の理解と利用を進めている。T2の生理的な役割とは無関係と思われるリボソームに結合した形で分離される。T2の阻害様式などの詳細な分子機構については不明であった。T2-リボソーム相互作用」の実態解明を行った。T2とリボソームの複合体形成のメカニズム、生理的意義を解明するために、大腸菌リボソーム変異体の解析を試みた。rRNA遺伝子で置き換えた。rRNAはリボソーム30Sサブユニットの中心骨格を形成するため、この変異はリボソーム全体に波及すると考えられる。rRNAは必須遺伝子であり、大幅な変異は機能低下や細胞死を招くことも考えられる。rRNAで置換しても、大腸菌が生育できることが判明した。これらの大腸菌変異株について、その生育をより詳細に観測すると、定常期において死滅しやすくなることが判明した。T2の阻害部位に変異を含む大腸菌(KT103/Rpi)では、RNAが分解されていることが確認された(図2のレーン2)。rRNAのバンドがない)がみられる。T2の活性阻害を調べた。T2の活性阻害に決定的な役割を果たしていることが判明した。T2に特異的であること、活性阻害は直接的な結合により引き起こされることが判明した。T2は外来RNAが細胞内に侵入するのを防ぐのに重要な役割を果たすタンパク質であるが、培養定常期やストレス条件下で細胞内膜に緩みや傷が生じると、細胞内に侵入して細胞内の自己のRNAを分解するリスクをはらんでいる。このため、細胞内に豊富に存在するリボソームが阻害活性を持つことで、自己のRNAを守る仕組みになっていると解釈される。T2とhelix41は、毒素-抗毒素(トキシンーアンチトキシン)の関係として共進化してきたと想像される。リボソームには翻訳装置としての機能以外にも古くからこのような非翻訳機能が刷り込まれていた可能性が考えられる。タンパク質を合成する「翻訳装置」とされていたリボソームの新たな役割を見いだしたことで、リボソームには他にも生理的に重要な機能が隠されている可能性があることが判明した。今後、リボソームの機能解析を継続することで、それら未知の機能の有無についても解明していくとともに、毒性の低い感染症治療薬への応用の可能性についても探っていきたい。◆リボソームDNAからRNAへと「転写」された遺伝情報をタンパク質へと「翻訳」する機能を担う細胞小器官。大小2つのサブユニット、3つのリボソーマルRNA(rRNA)と55のタンパク質から構成される超分子複合体である。[参照元へ戻る]◆リボヌクレアーゼ(RNase)RNA分解酵素の総称。T2ファミリーは、ほぼすべての生物に広く分布する唯一のファミリーであり、生理的に重要な役割を担う。[参照元へ戻る]◆ペリプラズム層グラム陰性細菌にみられる細胞表層空間。グラム陰性細菌は、細胞内膜の外側に外膜を持つが、内膜と外膜の間の空間をペリプラズム層と呼ぶ。外界からの異物を分解する酵素などが局在している。rRNA原核生物のリボソームの30Sサブユニット(小サブユニット)に含まれるリボソーマルRNA。約1500塩基からなる。適度な情報量と種に固有な特性から、微生物の進化系統解析に用いられる。性質の差異を遺伝子解析により明らかにすること。[参照元へ戻る]◆クローニング組換えDNA実験手法の一つで、雑多な遺伝子の中から特定の遺伝子のみを分離すること。