令和６年７月２日
京都産業大学
富山県立大学
科学技術振興機構（ＪＳＴ）
細菌における新規翻訳促進因子を発見
病原性細菌の抗菌薬耐性：共通祖先から進化したＡＢＣＦ因子の役割
～バイオものづくりや創薬開発への新たな可能性～
ポスト
翻訳装置リボソームは、ｍＲＮＡにコードされた塩基情報をアミノ酸情報へと変換する生体機能の担い手であり、生命活動に欠かすことのできないたんぱく質の合成装置です。しかし、リボソームはどんなアミノ酸でも一様に翻訳できるわけではなく、特定のアミノ酸配列では翻訳効率が低下すること、場合によっては翻訳が停滞してしまうことが知られています。翻訳反応の停滞や未成熟な異常たんぱく質の蓄積は生体機能に甚大な影響を及ぼします。このようなリボソームの不完全さを補う因子として、ＥＦ－Ｐ（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ Ｐ）などの翻訳促進因子が発見されてきました。一方で、ＥＦ－Ｐは細菌の生育に必須な因子ではないため、同様の機能を持つ他の因子の存在が議論されてきましたが、その実態はこれまで不明のままでした。
本研究ではモデル細菌である枯草菌（こそうきん）用いて、翻訳促進遺伝子であるｅｆｐの変異体との二重変異によって合成致死となる変異の探索を行い、機能未知なたんぱく質の一種であるＡＢＣＦ因子のＹｆｍＲを同定しました。さらに、ＥＦ－ＰおよびＹｆｍＲが、プロリンとアスパラギン酸が交互に含まれる配列によって生じる翻訳停滞を解消する役割を果たすことを明らかにしました。以上の結果より、これまで機能未知であったＡＢＣＦ因子がリボソームの翻訳停滞を解消し、たんぱく質合成を促進するメカニズムを詳細に解析しました。さらに、生命情報科学を用いた解析から、多剤耐性遺伝子として注目されているＡＲＥ（ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）－ＡＢＣＦ因子群が、こういった翻訳促進因子として作用するＡＢＣＦ因子を共通祖先として進化してきたことを明らかにしました。
これにより、たんぱく質合成装置リボソームの動的調節メカニズムに関する新たな知見が得られ、抗菌薬耐性機構の解明や新たな抗菌薬の開発に向けた基盤になることが期待されます。
本研究成果は、２０２４年６月２９日付で「Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ」に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（ＪＳＴ） 戦略的創造研究推進事業 ＡＣＴ－Ｘ「環境とバイオテクノロジー」領域における研究課題「温故知新、翻訳装置に内在する微生物環境応答機構の理解」（ＪＰＭＪＡＸ２１ＢＣ）」の一環として実施されました。また日本学術振興会（ＪＳＰＳ） 科学研究費補助金・基盤研究（Ｃ）（２３Ｋ０５０１７）（研究代表者：高田 啓）、学術変革領域研究（Ａ）（２０Ｈ０５９２６）、基盤研究（Ｃ）（２１Ｋ０６０５３）（研究代表者：千葉 志信）、若手研究（１９Ｋ１６０４４、２１Ｋ１５０２０）（研究代表者：藤原 圭吾）にご支援いただきました。
＜プレスリリース資料＞
＜論文タイトル＞
- “Resolution of ribosomal stalling by EF-P and ABCF ATPases YfmR and YkpA/YbiT”
- ＤＯＩ：10.1093/nar/gkae556
＜お問い合わせ先＞
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＜研究に関すること＞
高田 啓（タカダ ヒラク）
富山県立大学 工学部 生物工学科 講師
〒939-0398 富山県射水市黒河5180
Tel：0766-56-7500
E-mail：hirakut58pu-toyama.ac.jp
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＜ＪＳＴ事業に関すること＞
原田 千夏子（ハラダ チカコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 先進融合研究グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町７ Ｋ’ｓ五番町
Tel：03-6380-9130 Fax：03-3222-2066
E-mail：act-xjst.go.jp
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＜報道担当＞
京都産業大学 広報部
Tel：075-705-1411
E-mail：kouhou-bustar.kyoto-su.ac.jp
富山県立大学 事務局 教務課 情報研究係
Tel：0766-56-7500
E-mail：johokenkyupu-toyama.ac.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３
Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkohojst.go.jp
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