2021/12/16 更新

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アボ タツヒコ
阿保 達彦
ABO Tatsuhiko
所属
自然科学学域 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士(農学) ( 東京大学 )

研究キーワード

  • gene regulation

  • trans-translation

  • genetics

  • bacteria

  • translation

  • 遺伝

  • molecular biology

  • 調節

  • 遺伝子発現

  • RNA

  • バクテリア

  • 転写

  • 翻訳

研究分野

  • ライフサイエンス / 遺伝学

  • ライフサイエンス / 分子生物学

学歴

  • 東京大学    

    - 1994年

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    国名: 日本国

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  • 東京大学   Graduate School, Division of Agricultural Science  

    - 1994年

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経歴

  • - 岡山大学自然科学研究科 准教授

    2004年

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  • - Associate Professor,Graduate School of Natural Science and Technology,Okayama University

    2004年

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所属学協会

委員歴

  • 日本遺伝学会   評議委員  

    2015年 - 2018年   

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    団体区分:学協会

    日本遺伝学会

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論文

  • 研究利用可能な小論文データに基づく参照文書を利用した小論文採点方法の開発 査読

    竹内孔一, 大野雅幸, 泉仁宏太, 田口雅弘, 稲田佳彦, 飯塚誠也, 阿保達彦, 上田仁

    情報処理学会論文誌   62 ( 9 )   1586 - 1604   2021年9月

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    記述言語:日本語  

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  • Molecular determinants of release factor 2 for ArfA-mediated ribosome rescue

    Daisuke Kurita, Tatsuhiko Abo, Hyouta Himeno

    Journal of Biological Chemistry   295 ( 38 )   13326 - 13337   2020年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1074/jbc.ra120.014664

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  • Ribosome rescue activity of an Arabidopsis thaliana ArfB homolog

    Michiaki Nagao, Fumina Tsuchiya, Reiko Motohashi, Tatsuhiko Abo

    Genes & Genetic Systems   95 ( 3 )   119 - 131   2020年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Genetics Society of Japan  

    DOI: 10.1266/ggs.20-00007

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  • Improving Japanese Semantic-Role-Labeling Performance with Transfer Learning as Case for Limited Resources of Tagged Corpora on Aggregated Language 査読

    Takuya Okamura, Koichi Takeuchi, Yasuhiro Ishihara, Masahiro Taguchi, Yoshihiko Inada, Masaya Iizuka, Tatsuhiko Abo, Hitoshi Ueda

    Proceedings of the 32nd Pacific Asia Conference on Language, Information and Computation (PACLIC 32)   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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  • Ribosome rescue systems in bacteria 査読

    Hyouta Himeno, Nobukazu Nameki, Daisuke Kurita, Akira Muto, Tatsuhiko Abo

    Biochimie   114   102 - 112   2015年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.biochi.2014.11.014

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  • ArfA recognizes the lack of mRNA in the mRNA channel after RF2 binding for ribosome rescue 査読

    Daisuke Kurita, Yuhei Chadani, Akira Muto, Tatsuhiko Abo, Hyouta Himeno

    NUCLEIC ACIDS RESEARCH   42 ( 21 )   13339 - 13352   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS  

    Although trans-translation mediated by tmRNA-SmpB has long been known as the sole system to relieve bacterial stalled ribosomes, ArfA has recently been identified as an alternative factor for ribosome rescue in Escherichia coli. This process requires hydrolysis of nascent peptidyl-tRNA by RF2, which usually acts as a stop codon-specific peptide release factor. It poses a fascinating question of how ArfA and RF2 recognize and rescue the stalled ribosome. Here, we mapped the location of ArfA in the stalled ribosome by directed hydroxyl radical probing. It revealed an ArfA-binding site around the neck region of the 30S subunit in which the N- and C-terminal regions of ArfA are close to the decoding center and the mRNA entry channel, respectively. ArfA and RF2 sequentially enter the ribosome stalled in either the middle or 3' end of mRNA, whereas RF2 induces a productive conformational change of ArfA only when ribosome is stalled at the 3' end of mRNA. On the basis of these results, we propose that ArfA functions as the sensor to recognize the target ribosome after RF2 binding.

    DOI: 10.1093/nar/gku1069

    Web of Science

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  • The fail-safe system to rescue the stalled ribosomes in Escherichia coli 査読

    Tatsuhiko Abo, Yuhei Chadani

    Frontiers in Microbiology   5   2014年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Frontiers Media SA  

    DOI: 10.3389/fmicb.2014.00156

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  • ArfA recruits release factor 2 to rescue stalled ribosomes by peptidyl-tRNA hydrolysis in Escherichia coli

    Yuhei Chadani, Koreaki Ito, Kazuhiro Kutsukake, Tatsuhiko Abo

    MOLECULAR MICROBIOLOGY   86 ( 1 )   37 - 50   2012年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    The ribosomes stalled at the end of non-stop mRNAs must be rescued for productive cycles of cellular protein synthesis. Escherichia coli possesses at least three independent mechanisms that resolve non-productive translation complexes (NTCs). While tmRNA (SsrA) mediates trans-translation to terminate translation, ArfA (YhdL) and ArfB (YaeJ) induce hydrolysis of ribosome-tethered peptidyl-tRNAs. ArfB is a paralogue of the release factors (RFs) and directly catalyses the peptidyl-tRNA hydrolysis within NTCs. In contrast, the mechanism of the ArfA action had remained obscure beyond its ability to bind to the ribosome. Here, we characterized the ArfA pathway of NTC resolution in vitro and identified RF2 as a factor that cooperates with ArfA to hydrolyse peptidyl-tRNAs located in the P-site of the stalled ribosome. This reaction required the GGQ (GlyGlyGln) hydrolysis motif, but not the SPF (SerProPhe) codonrecognition sequence, of RF2 and was stimulated by tRNAs. From these results we suggest that ArfA binds to the vacant A-site of the stalled ribosome with possible aid from association with a tRNA, and then recruits RF2, which hydrolyses peptidyl-tRNA in a GGQ motif-dependent but codon-independent manner. In support of this model, the ArfA-RF2 pathway did not act on the SecM-arrested ribosome, which contains an aminoacyl-tRNA in the A-site.

    DOI: 10.1111/j.1365-2958.2012.08190.x

    Web of Science

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  • Nascentome Analysis Uncovers Futile Protein Synthesis in Escherichia coli 査読

    Koreaki Ito, Yuhei Chadani, Kenta Nakamori, Shinobu Chiba, Yoshinori Akiyama, Tatsuhiko Abo

    PLOS ONE   6 ( 12 )   e28413   2011年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PUBLIC LIBRARY SCIENCE  

    Although co-translational biological processes attract much attention, no general and easy method has been available to detect cellular nascent polypeptide chains, which we propose to call collectively a "nascentome.'' We developed a method to selectively detect polypeptide portions of cellular polypeptidyl-tRNAs and used it to study the generality of the quality control reactions that rescue dead-end translation complexes. To detect nascent polypeptides, having their growing ends covalently attached to a tRNA, cellular extracts are separated by SDS-PAGE in two dimensions, first with the peptidyl-tRNA ester bonds preserved and subsequently after their in-gel cleavage. Pulse-labeled nascent polypeptides of Escherichia coli form a characteristic line below the main diagonal line, because each of them had contained a tRNA of nearly uniform size in the first-dimension electrophoresis but not in the second-dimension. The detection of nascent polypeptides, separately from any translation-completed polypeptides or degradation products thereof, allows us to follow their fates to gain deeper insights into protein biogenesis and quality control pathways. It was revealed that polypeptidyl-tRNAs were significantly stabilized in E. coli upon dysfunction of the tmRNA-ArfA ribosome-rescuing system, whose function had only been studied previously using model constructs. Our results suggest that E. coli cells are intrinsically producing aberrant translation products, which are normally eliminated by the ribosome-rescuing mechanisms.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0028413

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    PubMed

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  • The transcript from the σ 28-dependent promoter is translationally inert in the expression of the σ 28-encoding gene fliA in the fliAZ operon of Salmonella enterica serovar typhimurium

    Yasushi Tanabe, Takeo Wada, Katsuhiko Ono, Katsuhiko Ono, Tatsuhiko Abo, Kazuhiro Kutsukake

    Journal of Bacteriology   193   6132 - 6141   2011年11月

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    There are three classes of promoters for flagellar operons in Salmonella. Class 2 promoters are transcribed by σ 70 RNA polymerase in the presence of an essential activator, FlhD 4C 2, and activated by an auxiliary regulator, FliZ. Class 3 promoters are transcribed by σ 28 RNA polymerase and repressed by an anti-σ 28 factor, FlgM. σ 28 (FliA) and FliZ are encoded by the fliA and fliZ genes, respectively, which together constitute an operon transcribed in this order. This operon is transcribed from both class 2 and class 3 promoters, suggesting that it should be activated by its own product, σ 28, even in the absence of FlhD 4C 2. However, σ 28-dependent transcription occurs in vivo only in the presence of FlhD 4C 2, indicating that transcription from the class 2 promoter is a prerequisite to that from the class 3 promoter. In this study, we examined the effects of variously modified versions of the fliA regulatory region on transcription and translation of the fliA gene. We showed that FliA is not significantly translated from the class 3 transcript. In contrast, the 5'-terminal AU-rich sequence found in the class 2 transcript confers efficient fliA translation. Replacement of the Shine-Dalgarno sequence of the fliA gene with a better one improved fliA translation from the class 3 transcript. These results suggest that the 5'-terminal AU-rich sequence of the class 2 transcript may assist ribosome binding. FliZ was shown to be expressed from both the class 2 and class 3 transcripts. © 2011, American Society for Microbiology.

    DOI: 10.1128/JB.05909-11

    Scopus

    PubMed

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  • trans-translation-mediated tight regulation of the expression of the alternative ribosome-rescue factor ArfA in Escherichia coli

    Yuhei Chadani, Emi Matsumoto, Hiroaki Aso, Takeo Wada, Kazuhiro Kutsukake, Shizuyo Sutou, Tatsuhiko Abo

    GENES & GENETIC SYSTEMS   86 ( 3 )   151 - 163   2011年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:GENETICS SOC JAPAN  

    Ribosomes translating mRNA without an in-frame stop codon (non-stop mRNA) stall at its 3' end. In eubacteria, such ribosomes are rescued by SsrA-mediated trans-translation. Recently, we have shown that Escherichia coli ArfA (formerly YhdL) also rescues stalled ribosomes by a mechanism distinct from that of trans-translation. Synthetic lethality phenotype of ssrA arfA double mutants suggests that accumulation of stalled ribosomes is deleterious to E. coli cells. In this report, we show that the expression of ArfA is tightly regulated by the system involving trans-translation. Both premature transcription termination and specific cleavage by RNase III were programmed at the specific sites within the arfA open reading frame (ORF) and produced arfA non-stop mRNA. C-terminally truncated ArfA protein synthesized from arfA non-stop mRNA was tagged through SsrA-mediated trans-translation and degraded in wild type cell. In the absence of SsrA, however, C-terminally truncated ArfA escaped from degradation and had a function to rescue stalled ribosomes. Full-length ArfA produced only when arfA mRNA escapes from both premature transcription termination and RNase III cleavage was unstable. From these results, we illustrate a regulatory model in which ArfA is expressed only when it is needed, namely, when the ribosome rescue activity of trans-translation system is insufficient to support cell viability. This sophisticated regulatory mechanism suggests that the ArfA-mediated ribosome rescue is a backup system for trans-translation.

    DOI: 10.1266/ggs.86.151

    Web of Science

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  • Escherichia coli YaeJ protein mediates a novel ribosome-rescue pathway distinct from SsrA- and ArfA-mediated pathways

    Yuhei Chadani, Katsuhiko Ono, Kazuhiro Kutsukake, Tatsuhiko Abo

    MOLECULAR MICROBIOLOGY   80 ( 3 )   772 - 785   2011年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    P>Accumulation of stalled ribosomes at the 3' end of mRNA without a stop codon (non-stop mRNA) is supposed to be toxic to bacterial cells. Escherichia coli has at least two distinct systems to rescue such stalled ribosomes: SsrA-dependent trans-translation and ArfA-dependent ribosome rescue. Combination of the ssrA and arfA mutations is synthetically lethal, suggesting the significance of ribosome rescue. In this study, we identified the E. coli yaeJ gene, encoding a peptide-release factor homologue with GGQ motif, as a multicopy suppressor of the lethal phenotype of ssrA arfA double mutant. The YaeJ protein was shown to bind to ribosomes. Both in vivo and in vitro, YaeJ showed the ribosome-rescue activity and promoted the hydrolysis of peptidyl-tRNA residing in the stalled ribosome. Missense mutation in the GGQ motif or deletion of the C-terminal unstructured tail abolished both the suppressor activity for ssrA arfA synthetic lethality and the ribosome-rescue activity, suggesting the importance of these structural features. On the basis of these observations, we propose that YaeJ acts as a stop codon-independent peptidyl-tRNA hydrolysing factor through binding to ribosomes stalled at the 3' end of non-stop mRNAs. It was also suggested that ArfA and YaeJ rescue the stalled ribosomes by distinct mechanisms.

    DOI: 10.1111/j.1365-2958.2011.07607.x

    Web of Science

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  • EAL Domain Protein YdiV Acts as an Anti-FlhD(4)C(2) Factor Responsible for Nutritional Control of the Flagellar Regulon in Salmonella enterica Serovar Typhimurium

    Takeo Wada, Tomoe Morizane, Tatsuhiko Abo, Akira Tominaga, Kanako Inoue-Tanaka, Kazuhiro Kutsukake

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   193 ( 7 )   1600 - 1611   2011年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    Flagellar operons are divided into three classes with respect to their transcriptional hierarchy in Salmonella enterica serovar Typhimurium. The class 1 gene products FlhD and FlhC act together in an FlhD(4)C(2) heterohexamer, which binds upstream of the class 2 promoters to facilitate binding of RNA polymerase. In this study, we showed that flagellar expression was much reduced in the cells grown in poor medium compared to those grown in rich medium. This nutritional control was shown to be executed at a step after class 1 transcription. We isolated five Tn5 insertion mutants in which the class 2 expression was derepressed in poor medium. These insertions were located in the ydiV (cdgR) gene or a gene just upstream of ydiV. The ydiV gene is known to encode an EAL domain protein and to act as a negative regulator of flagellar expression. Gene disruption and complementation analyses revealed that the ydiV gene is responsible for nutritional control. Expression analysis of the ydiV gene showed that its translation, but not transcription, was enhanced by growth in poor medium. The ydiV mutation did not have a significant effect on either the steady-state level of flhDC mRNA or that of FlhC protein. Purified YdiV protein was shown in vitro to bind to FlhD(4)C(2) through interaction with FlhD subunit and to inhibit its binding to the class 2 promoter, resulting in inhibition of FlhD(4)C(2)-dependent transcription. Taking these data together, we conclude that YdiV is a novel anti-FlhD(4)C(2) factor responsible for nutritional control of the flagellar regulon.

    DOI: 10.1128/JB.01494-10

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  • Ribosome rescue by Escherichia coli ArfA (YhdL) in the absence of trans-translation system

    Yuhei Chadani, Katsuhiko Ono, Shin-ichiro Ozawa, Yuichiro Takahashi, Kazuyuki Takai, Hideaki Nanamiya, Yuzuru Tozawa, Kazuhiro Kutsukake, Tatsuhiko Abo

    MOLECULAR MICROBIOLOGY   78 ( 4 )   796 - 808   2010年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    P>Although SsrA(tmRNA)-mediated trans-translation is thought to maintain the translation capacity of bacterial cells by rescuing ribosomes stalled on messenger RNA lacking an in-frame stop codon, single disruption of ssrA does not crucially hamper growth of Escherichia coli. Here, we identified YhdL (renamed ArfA for alternative ribosome-rescue factor) as a factor essential for the viability of E. coli in the absence of SsrA. The ssrA-arfA synthetic lethality was alleviated by SsrADD, an SsrA variant that adds a proteolysis-refractory tag through trans-translation, indicating that ArfA-deficient cells require continued translation, rather than subsequent proteolysis of the truncated polypeptide. In accordance with this notion, depletion of SsrA in the Delta arfA background led to reduced translation of a model protein without affecting transcription, and puromycin, a codon-independent mimic of aminoacyl-tRNA, rescued the bacterial growth under such conditions. That ArfA takes over the role of SsrA was suggested by the observation that its overexpression enabled detection of the polypeptide encoded by a model non-stop mRNA, which was otherwise SsrA-tagged and degraded. In vitro, purified ArfA acted on a ribosome-nascent chain complex to resolve the peptidyl-tRNA. These results indicate that ArfA rescues the ribosome stalled at the 3' end of a non-stop mRNA without involving trans-translation.

    DOI: 10.1111/j.1365-2958.2010.07375.x

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  • Suppression by enhanced RpoE activity of the temperature-sensitive phenotype of a degP ssrA double mutant in Escherichia coli

    Katsuhiko Ono, Kazuhiro Kutsukake, Tatsuhiko Abo

    GENES & GENETIC SYSTEMS   84 ( 1 )   15 - 24   2009年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:GENETICS SOC JAPAN  

    SsrA is a small RNA playing a crucial role in trans-translation, which leads to rescue of stalled ribosomes on or at the end of mRNA and addition of the degradation tag to a growing polypeptide. The lack of SsrA has been shown to enhance the temperature-sensitive (ts) phenotype of an E. coli strain defective in the degP gene, which encodes one of the periplasmic proteases. This severe ts phenotype was relieved only partially by an SsrA Do variant, which can lead to ribosome rescue but adds a protease-resistant tag instead of the degradation tag, suggesting that accumulation of polypeptides programmed by truncated mRNAs is responsible for growth defect of the ssrA degP mutant. Expression of an S210A-mutant DegP protein, which lacks the protease activity but retains the chaperone activity, could relieve the ts phenotype of the double mutant, suggesting that the chaperone activity but not the protease activity of DegP is required for growth of the ssrA-deficient cells at high temperature. Overexpression of the rpoE gene, which encodes sigma(E) responsible for the expression of factors involved in extracellular stress response, also suppressed the ts phenotype of the ssrA degP mutant. This suggests that the stress-responsing pathway(s) may be involved in the enhancement of ts phenotype of degP mutant in the absence of SsrA.

    DOI: 10.1266/ggs.84.15

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  • Two DNA invertases contribute to flagellar phase variation in Salmonella enterica serovar typhimurium strain LT2

    K Kutsukake, H Nakashima, A Tominaga, T Abo

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   188 ( 3 )   950 - 957   2006年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    Salmonella enterica serovar Typhimurium strain LT2 possesses two nonallelic structural genes,fliC and flijB, for flagellin, the component protein of flagellar filaments. Flagellar phase variation occurs by alternative expression of these two genes. This is controlled by the inversion of a DNA segment, called the H segment, containing the fljB promoter. H inversion occurs by site-specific recombination between inverted repetitious sequences flanking the H segment. This recombination has been shown in vivo and in vitro to be mediated by a DNA invertase, Hin, whose gene is located within the H segment. However, a search of the complete genomic sequence revealed that LT2 possesses another DNA invertase gene that is located adjacent to another invertible DNA segment within a resident prophage, Fels-2. Here, we named this gene fin. We constructed hin and fin disruption mutants from LT2 and examined their phase variation abilities. The hin disruption mutant could still undergo flagellar phase variation, indicating that Hin is not the sole DNA invertase responsible for phase variation. Although the fin disruption mutant could undergo phase variation,fin hin double mutants could not. These results clearly indicate that both Hin and Fin contribute to flagellar phase variation in LT2. We further showed that a phase-stable serovar, serovar Abortusequi, which is known to possess a naturally occurring hin mutation, lacks Fels-2, which ensures the phase stability in this serovar.

    DOI: 10.1128/JB.188.3.950-957.2006

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  • The C-terminal amino acid sequence of nascent peptide is a major determinant of SsrA tagging at all three stop codons

    T Sunohara, T Abo, T Inada, H Aiba

    RNA-A PUBLICATION OF THE RNA SOCIETY   8 ( 11 )   1416 - 1427   2002年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:CAMBRIDGE UNIV PRESS  

    Recent studies on endogenous SsrA-tagged proteins have revealed that the tagging could occur at a position corresponding to the normal termination codon. During the study of SsrA-mediated Lacl tagging (Abo et al., EMBO J, 2000 19:3762-3769), we found that a variant Lacl (LaclDeltaC1) lacking the last C-terminal amino acid residue is efficiently tagged in a stop codon-dependent manner. SsrA tagging of LaclDeltaC1 occurred efficiently without Lacl binding to the lac operators at any one of three stop codons. The C-terminal (R)LESG peptide of LaclDeltaC1 was shown to trigger the SsrA tagging of an unrelated protein (CRP) when fused to its C terminus. Mass spectrometry analysis of the purified fusion proteins revealed that SsrA tagging occurs at a position corresponding to the termination codon. The alteration of the amino acid sequence but not the nucleotide sequence of the C-terminal portion eliminated the tagging. We also showed that the tagging-provoking sequences cause an efficient translational readthrough at UGA but not UAA codons. In addition, we found that C-terminal dipeptides known to induce an efficient translation readthrough could cause an efficient tagging at stop codons. We conclude that the amino acid sequence of nascent polypeptide prior to stop codons is a major determinant for the SsrA tagging at all three stop codons.

    DOI: 10.1017/S1355838202020198

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  • SsrA-mediated protein tagging in the presence of miscoding drugs and its physiological role in Escherichia coli

    T Abo, K Ueda, T Sunohara, K Ogawa, H Aiba

    GENES TO CELLS   7 ( 7 )   629 - 638   2002年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING LTD  

    Background: We have shown recently that read-through of a normal stop codon by a suppressor tRNA in specific genes possessing a Rho-independent terminator leads to SsrA-mediated tagging of extended proteins in Escherichia coli cells. Miscoding antibiotics such as kanamycin and streptomycin reduce translational fidelity by binding to the 30S ribosomal subunit. The aim of the present study was to address how miscoding antibiotics affect the read-through of stop codons and SsrA-mediated protein tagging.
    Results: Miscoding antibiotics caused translational read-through of stop codons when added to the culture medium at sublethal concentrations. Under the same conditions, the drugs enhanced SsrA-mediated tagging of bulk cellular proteins, as observed in cells carrying an ochre suppressor tRNA. Translational read-through products generated from the crp gene in the presence of the antibiotics was efficiently tagged by the SsrA system, presumably because the ribosome reached the 3' end of the mRNA defined by the terminator hairpin. The SsrA-defective cells were more sensitive to the miscoding antibiotics compared to the wild-type cells.
    Conclusion: We conclude that the SsrA system contributes to the survival of cells by dealing with translational errors in the presence of low concentrations of miscoding antibiotics.

    DOI: 10.1046/j.1365-2443.2002.00549.x

    Web of Science

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  • Bacterial SsrA system plays a role in coping with unwanted translational readthrough caused by suppressor tRNAs

    K Ueda, Y Yamamoto, K Ogawa, T Abo, H Inokuchi, H Aiba

    GENES TO CELLS   7 ( 5 )   509 - 519   2002年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING LTD  

    Backgrounds: Bacterial SsrA RNA (also known as tmRNA or 10Sa RNA) mediates the addition of a short peptide tag to the C-terminus of the nascent polypeptide when a ribosome is stalled at the 3' end of an mRNA lacking a stop codon. This process, called trans-translation, rescues the stalled ribosome and ensures degradation of tagged polypeptides by ATP-dependent proteases. To fully understand the physiological roles of SsrA RNA, it is essential to know how endogenous mRNA targets for the SsrA system are generated in cells. The aim of the present study is to examine how translational readthrough by suppressor tRNAs affects trans-translation in Escherichia coli.
    Results: We demonstrated that SsrA tagging of bulk cellular proteins was significantly enhanced by an ochre or an amber suppressor tRNA. Western blot analysis of proteins produced from specific genes possessing a Pho-independent terminator revealed that readthrough at the normal stop codon leads to an efficient tagging and proteolysis of the extended proteins. Size analyses of both protein and mRNA suggested that tagging of extended proteins occurs because ribosome passing through the normal stop codon presumably reach the 3' end of mRNA defined by the transcription terminator hairpin. The inhibitory effect of ssrA mutation on cell growth was markedly amplified in cells with an ochre suppressor tRNA.
    Conclusion: The present finding suggests that the SsrA system contributes to scavenge errors and/or problems caused by translational readthrough that occurs typically in the presence of a suppressor tRNA.

    DOI: 10.1046/j.1365-2443.2002.00537.x

    Web of Science

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  • SsrA-mediated tagging and proteolysis of LacI and its role in the regulation of lac operon

    阿保達彦, 稲田利文, 小川和子, 饗場弘二

    The EMBO Journal   19 ( 14 )   3762 - 3769   2000年

  • Identification of (CAG)(n) and (CGG)(n) repeat-binding proteins, CAGERs expressed in mature neurons of the mouse brain

    H Yano, BE Wang, Ahmad, I, JZ Zhang, T Abo, J Nakayama, K Krempen, Y Kohwi

    EXPERIMENTAL CELL RESEARCH   251 ( 2 )   388 - 400   1999年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACADEMIC PRESS INC  

    The trinucleotide repeats (CAG)(n) and (GGG)(n) have been shown to be expanded in responsible genes of several human hereditary neurological disorders. In studies of mice, we previously identified two homologous single-stranded (ss)(CAG) and ss(CGG) repeat-binding proteins, CAGER-1 (44 kDa) and CAGER-2 (40 kDa) (CAG-element-recognizing proteins). The specific binding activities of these proteins were predominantly detected in the mouse brain. We have isolated the cDNAs encoding CAGER-1 and CAGER-2 and found that they were identical to previously reported cDNAs for Pur alpha and Pur beta, respectively. Pur alpha of 28 kDa was previously identified as a replication-origin-binding protein that is ubiquitously expressed in proliferating cells. We show that the transcripts of CAGERs increase after birth and are detected at high levels in the adult mouse brain but at very low or virtually undetectable levels in other mouse tissues. Biochemical properties and molecular weights are different between CAGERs and Pur alpha/beta. Immunostaining with specific antibodies against CAGERs indicates that CAGERs in the mouse brain reside in nonproliferating neurons but not in proliferating glia. We conclude that CAGERs and Pur alpha/beta are unrelated proteins, and CAGERs are neuronal single-stranded sequence-binding proteins in the mouse brain. Misassignment of cDNAs is described. (C) 1999 Academic Press.

    DOI: 10.1006/excr.1999.4603

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  • Regulation of intrinsic terminator by translation in Escherichia coli: transcription termination at a distance downstream

    H Abe, T Abo, H Aiba

    GENES TO CELLS   4 ( 2 )   87 - 97   1999年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    Background: Rho-independent terminators in Escherichia coli are DNA sequences of 30-50 bp consisting of a GC-rich dyad symmetry sequence followed by a run of T residues in the nontemplate strand. The transcription termination at the Rho-independent terminator occurs within the T-tract in vitro. It has been believed that the transcription termination at the Rho-independent terminator occurs within the T-tract in vivo, as established in vitro, and therefore the 3' ends of mRNAs are mostly generated as a direct result of transcription termination. However, how the transcription termination occurs and how the 3' ends of mRNAs are formed in living cells remains to be studied.
    Results: We developed a double terminator system in which a second Rho-independent terminator was placed downstream of the crp terminator. This system made it possible to detect transcripts that pass through the cry terminator by Northern blotting. We found that most of the crp transcripts extend beyond the cry terminator. The transcriptional read-through at the cry terminator was reduced when the translation of cry mRNA was interrupted. The level of the read-through transcript decreased with distance between the two terminators, suggesting that transcription termination occurs at multiple positions beyond the crp terminator.
    Conclusion: We conclude that most RNA polymerase reads through the cry terminator in the natural situation and terminates transcription over a wide region downstream of the crp terminator, resulting in heterogeneous primary transcripts that are subsequently processed back to the terminator hairpin. We propose that ribosome translation to the cry stop codon causes read-through of the terminator. The regulatory effect of translation on Rho-independent termination may be a general phenomenon at other operons.

    DOI: 10.1046/j.1365-2443.1999.00246.x

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  • Regulatory mechanisms in expression of the traY-I operon of sex factor plasmid R100: Involvement of traJ and traY gene products

    K Taki, T Abo, E Ohtsubo

    GENES TO CELLS   3 ( 6 )   331 - 345   1998年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BLACKWELL SCIENCE LTD  

    Background: The plasmid R100 encodes tra genes essential for conjugal DNA transfer in Escherichia coli. Genetic evidence suggests that the traJ gene encodes a positive regulator for the traY-I operon, which includes almost all the tva genes located downstream of traJ. The molecular mechanism of regulation by TraJ, however, is not yet understood. traY is the most proximal gene in the traY-I operon. TraY promotes DNA transfer by binding to a site, sbyA, near the origin of transfer. TraY is suggested to have another role in regulation of the traY-I operon, since it binds to two other sites, named sbyB and sbyC, located in the region preceding traY-I.
    Results: Using a traY-lacZ fusion gene, we showed that the traY-I operon was expressed only in the presence of traJ. The TraJ-dependent expression of traY-I required the E. coli arcA gene, which encodes a host factor required for conjugation. TraJ-dependent transcription occurred from a promoter (named pY) located upstream of traY-I. The isolated TraJ protein was found to bind to a dyad symmetry sequence, named sbj (specific binding site of TraJ), which existed in the intergenic region between traJ and traY-I. We also demonstrated that TraY repressed the TraJ-dependent expression of traY-I at the TraY binding sites, sbyB and sbyC, which overlapped with pY.
    Conclusions: TraJ is a protein which binds to the sbj site in the region upstream of the promoter pY and positively regulates expression of the traY-I operon in the presence of the E. coli arcA gene. Since sbj is located 93 bp upstream of pY in the intergenic region between traJ and traY-I, TraJ presumably contacts with a transcription apparatus to promote transcription from pY. TraY, which is known to activate the initiation of conjugal DNA transfer, has a new role in the transcriptional autoregulation of traY-I expression. At levels which are sufficient to initiate conjugal DNA transfer, TraY represses traY-I transcription in the presence of TraJ.

    DOI: 10.1046/j.1365-2443.1998.00194.x

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  • CHARACTERIZATION OF THE FUNCTIONAL SITES IN THE ORIT REGION INVOLVED IN DNA TRANSFER PROMOTED BY SEX FACTOR PLASMID R100

    T ABO, E OHTSUBO

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   177 ( 15 )   4350 - 4355   1995年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    We have previously identified three sites, named sbi, ihfA, and sbyA, specifically recognized or bound by the TraI, IHF, and TraY proteins, respectively; these sites are involved in nicking at the origin of transfer, oriT, of plasmid R100. In the region next to these sites, there exists the sbm region, which consists of four sites, sbmA, sbmB, sbmC, and sbmD; this region is specifically bound by the TraM protein, which is required for DNA transfer. Between sbmB and sbmC in this region, there exists another IHF-binding site, ihfB. The region containing all of these sites is located in the proximity of the tra region and is referred to as the oriT region. To determine whether these sites are important for DNA transfer in vivo, rye constructed plasmids with various mutations in the oriT region and tested their mobilization in the presence of R100-1, a transfer-proficient mutant of R100. Plasmids with either deletions in the sbi-ihfA-sbyA region or substitution mutations introduced into each specific site in this region were mobilized at a greatly reduced frequency, showing that all of these sites are essential for DNA transfer. By binding to ihfA, IHF, which is known to bend DNA, may be involved in the formation of a complex (which may be failed oriT-some) consisting of TraI, IHF, and TraY that efficiently introduces a nick at oriT. Plasmids with either deletions in the sbm-ihfB region or substitution mutations introduced into each specific site in this region were mobilized at a reduced frequency, showing that this region is also important for DNA transfer. By binding to ihfB, IHF may also be involved in the formation of another complex (which may be called the TraM-IHF complex) consisting of TraM and IHF that ensures DNA transfer with a high level of efficiency. Several-base-pair insertions into the positions between sbyA and sbmA affected the frequency of transfer in a manner dependent upon the number of base pairs, indicating that the phasing between sbyA and sbmA is important. This in turn suggests that both OriT-some and the TraM-IHF complex should be in an appropriate position spatially to facilitate DNA transfer.

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  • SITE-SPECIFIC AND STRAND-SPECIFIC NICKING AT ORIT OF PLASMID R100 IN A PURIFIED SYSTEM - ENHANCEMENT OF THE NICKING ACTIVITY OF TRAI (HELICASE-I) WITH TRAY AND IHF

    S INAMOTO, H FUKUDA, T ABO, E OHTSUBO

    JOURNAL OF BIOCHEMISTRY   116 ( 4 )   838 - 844   1994年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:JAPANESE BIOCHEMICAL SOC  

    We developed a purified system for reproducing the nicking reaction at the site 59 base pairs upstream of the TraY protein binding site, sbyA, in the oriT region of plasmid R100. Nicking at oriT occurred efficiently in the presence of the plasmid-encoded proteins, TraI and TraY, integration host factor (IHF), and Mg2+, but inefficiently in the presence of the TraI protein and Mg2+. The products were complex DNA molecules with a protein covalently linked with the 5' end of the nick in the strand, which is supposed to be transferred during conjugation. The same complex DNA molecules were formed in the presence of the TraI protein alone, indicating that the protein attached at the 5' end of the nick is the TraI protein. Stimulation of the nicking reaction by the TraY protein and by IHF, whose binding site has been mapped between the nicking site and sbyA indicates that DNA bending is important in the formation of the complex including the TraI and TraY proteins at oriT.

    DOI: 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a124604

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  • REPRESSION OF THE TRAM GENE OF PLASMID R100 BY ITS OWN PRODUCT AND INTEGRATION HOST FACTOR AT ONE OF THE 2 PROMOTERS

    T ABO, E OHTSUBO

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   175 ( 14 )   4466 - 4474   1993年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    Plasmid R100 codes for the traM gene, which is required for DNA transfer and whose product has been shown to bind to the four sites, called sbmA to sbmD, upstream of traM. To determine whether the TraM protein regulates the expression of traM, we constructed the plasmids carrying various portions of the region upstream of the initiation codon ATG for traM, which was fused with lacZ in frame, and introduced them into the cells, which did or did not harbor another compatible plasmid carrying traM. We then assayed the beta-galactosidase (LacZ) activity to monitor the expression of the fusion genes and analyzed the traM-specific transcripts made in the cells. Two promoters for traM were identified and designated p(M1) and p(M2). Promoter p(M2) lies upstream of p(M1) and overlaps the sbmC-sbmD region. Promoter p(M1) is constitutively expressed, while p(M2) is much stronger but is repressed almost completely by the TraM protein and partially by integration host factor, whose binding site is near p(M2). The traM gene is likely to be expressed from p(M2) when the TraM protein is at low levels after dilution in the donor cell during cell growth or before its expression in the recipient cell which has just received R100 by conjugation. The expression from p(M2) Could maintain the amount of the TraM protein at a constant level needed to initiate DNA transfer at any time. Integration host factor, which can partially repress the traM gene, may play a role in forming an active complex with the TraM protein at the sbm region to facilitate DNA transfer.

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  • SPECIFIC DNA-BINDING OF THE TRAM PROTEIN TO THE ORIT REGION OF PLASMID R100

    T ABO, S INAMOTO, E OHTSUBO

    JOURNAL OF BACTERIOLOGY   173 ( 20 )   6347 - 6354   1991年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER SOC MICROBIOLOGY  

    The product of the traM gene of plasmid R100 was purified as the TraM-collagen-beta-galactosidase fusion protein (TraM*) by using a beta-galactosidase-specific affinity column, and the TraM portion of TraM* (TraM') was separated by collagenolysis. Both the TraM* and TraM' proteins were found to bind specifically to a broad region preceding the traM gene. This region (designated sbm) was located within the nonconserved region in oriT among conjugative plasmids related to R100. The region seems to contain four core binding sites (designated sbmA, sbmB, sbmC, and sbmD), each consisting of a similar number of nucleotides and including a homologous 15-bp sequence. This result, together with the observation that the TraM* protein was located in the membrane fraction, indicates the possibility that the TraM protein has a function in anchoring the oriT region of R100 at the sbm sites to the membrane pore, through which the single-stranded DNA is transferred to the recipient. sbmC and sbmD, each of which contained a characteristic inverted repeat sequence, overlapped with the promoter region for the traM gene. This suggests that the expression of the traM gene may be regulated by its own product.

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  • BINDING-SITES OF INTEGRATION HOST FACTOR IN ORIT OF PLASMID-R100

    S INAMOTO, T ABO, E OHTSUBO

    JOURNAL OF GENERAL AND APPLIED MICROBIOLOGY   36 ( 4 )   287 - 293   1990年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:MICROBIOL RES FOUNDATION  

    DOI: 10.2323/jgam.36.287

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書籍等出版物

  • Computational Linguistics

    Masayuki Ohno, Koichi Takeuchi, Kota Motojin, Masahiro Taguchi, Yoshihiko Inada, Masaya Iizuka, Tatsuhiko Abo, Hitoshi Ueda( 範囲: Construction of Open Essay Writing Data and Automatic Essay Scoring System for Japanese)

    Springer Singapore  2017年8月 

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  • 大腸菌の持つ二段構えのリボソーム解放機構

    阿保達彦, 茶谷悠平( 担当: 分担執筆)

    生化学(日本生化学会)87巻6号pp736-740  2015年 

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  • 現代生物学入門

    岡山大学生物学教科書作成委員会, 高橋, 純夫, 阿保, 達彦

    岡山大学出版会  2011年3月  ( ISBN:9784904228197

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    総ページ数:185p   記述言語:日本語

    CiNii Books

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  • 現代生物学入門

    岡山大学生物学教科書作成グループ, 高橋, 純夫, 阿保, 達彦

    岡山大学出版会  2009年4月  ( ISBN:9784904228029

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    総ページ数:141p   記述言語:日本語

    CiNii Books

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  • Current Biology

    2009年  ( ISBN:9784904228029

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  • トランストランスレーションはどのようなときに起こるのか

    阿保達彦, 稲田利文, 饗場弘二( 担当: 分担執筆)

    「細胞における蛋白質の一生」(蛋白質核酸酵素2004年5月号増刊,Vol.49,No.7)共立出版,pp1067-1068  2004年 

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  • Lacリプレッサー

    阿保達彦, 饗場弘二( 担当: 分担執筆 ,  範囲: 実験医学別冊Bio Science新用語ライブラリー 転写因子 第2版)

    1999年 

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  • 細菌の有性生殖

    大坪栄一, 阿保達彦, 福田博政( 担当: 分担執筆)

    蛋白質核酸酵素増刊43:305-313  1998年 

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  • バクテリアの性

    阿保達彦, 大坪栄一( 担当: 分担執筆)

    遺伝(裳華房)47:24-31  1993年 

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講演・口頭発表等

  • Sensitivity of Escherichia coli lactose repressor to the inducer molecule

    Keiichiro Kondo, Katsuhiko Ono, Mikiko Kinjo, Tatsuhiko Abo

    GENES & GENETIC SYSTEMS  2015年12月  GENETICS SOC JAPAN

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    開催年月日: 2015年12月

    記述言語:英語  

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  • Regulation of E. coli arfA (yhdL) expression

    茶谷悠平,小野勝彦,阿保達彦

    第33回日本分子生物学会年会  2010年  日本分子生物学会

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    開催年月日: 2010年12月7日 - 2010年12月10日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:神戸市  

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  • 大腸菌ArfAタンパク質による終止コドン非依存的翻訳終結機構

    茶谷悠平,小野勝彦,阿保達彦

    日本遺伝学会第82回大会  2010年  日本遺伝学会

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    開催年月日: 2010年9月20日 - 2010年9月22日

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:札幌市  

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  • 大腸菌SsrA欠損株の生育に必要なYhdLタンパク質の解析

    茶谷悠平,小野勝彦,*阿保達彦

    日本遺伝学会第80回大会  2008年 

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    開催年月日: 2008年9月4日

    会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:愛知県名古屋市  

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  • Analysis of E. coli mutant which requires SsrA RNA for growth

    Chadani Yuuhei, Ono Katsuhiko, Abo Tatsuhiko

    GENES & GENETIC SYSTEMS  2007年12月  GENETICS SOC JAPAN

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    開催年月日: 2007年12月

    記述言語:英語  

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  • 生育にSsrAを必要とする大腸菌突然変異株の解析

    茶谷悠平,小野勝彦,*阿保達彦

    日本遺伝学会第79回大会  2007年 

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    開催年月日: 2007年9月20日

    会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:岡山市  

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  • 大腸菌の生育をSsrA依存性にする大腸菌ゲノム由来プラスミドクローン

    茶谷悠平,小野勝彦,*阿保達彦

    日本分子生物学会2006フォーラム  2006年 

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    開催年月日: 2006年12月6日 - 2006年12月8日

    開催地:名古屋市  

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  • 大腸菌degP欠損株はその生育にSsrA RNAを必要とする

    小野勝彦,*阿保達彦

    日本遺伝学会第78回大会  2006年 

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    開催年月日: 2006年9月25日 - 2006年9月27日

    開催地:つくば市  

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  • 大腸菌degP欠損株は何故SsrA RNAを必要とするのか

    小野勝彦,茶谷悠平,*阿保達彦

    第18回微生物シンポジウム〜薬剤耐性病原体の制御〜(日本薬学会主催)  2006年 

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    開催年月日: 2006年9月1日 - 2006年9月2日

    開催地:岡山市  

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  • Screening of the Escherichia coli mutants which require ssrA for growth

    Katsuhiko Ono and *Tatsuhiko Abo

    20th IUBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology and 11th FAOBMB Congress  2006年 

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    開催年月日: 2006年6月18日 - 2006年6月23日

    開催地:Kyoto, Japan  

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  • ssrA欠損と合成致死を示す変異株の単離

    小野勝彦,*阿保達彦

    日本遺伝学会第77回大会  2005年 

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    開催年月日: 2005年9月27日 - 2005年9月29日

    開催地:東京都  

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  • C末端を欠失した大腸菌LacI蛋白質のIPTG感受性

    小野勝彦,*阿保達彦

    日本遺伝学会 第76回大会  2004年 

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    開催年月日: 2004年9月27日 - 2004年9月29日

    開催地:大阪府吹田市  

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  • バクテリアtrans-translationとlac operonの発現制御

    阿保達彦

    国立遺伝学研究所研究会「原核生物DNA複製開始調節の普遍性と多様性に関する研究会」  2004年 

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    開催年月日: 2004年9月3日

    開催地:静岡県三島市  

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  • Physiological significance of bacterial trans-translation

    *Tatsuhiko Abo, Toshifumi Inada, Hiroji Aiba

    XIXth International Congress of Genetics  2003年 

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    開催年月日: 2003年7月9日

    開催地:オーストラリア・メルボルン市  

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  • サルモネラflgB遺伝子から発現される低分子RNA

    山本章治、*阿保達彦、沓掛和弘

    日本遺伝学会第74回大会  2002年 

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    開催年月日: 2002年10月1日

    開催地:福岡市  

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  • trans-translation is enhanced by the translational readthrough

    *Tatsuhiko Abo, Koji Ueda, Yasufumi Yamamoto, Takafumi Sunohara, Kazuko Ogawa and Hiroji Aiba

    Molecular Genetics of Bacteria & Phages  2002年 

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    開催年月日: 2002年8月21日

    開催地:Cold Spring Harbor, NY, USA  

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  • The C-terminal amino acid sequence of nascent peptide is a major determinant os SsrA tagging at all three stop codons

    Takafumi Sunohara, *Tatsuhiko Abo, Toshifumi Inada and Hiroji Aiba

    Molecular Genetics of Bacteria & Phages  2002年 

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    開催年月日: 2002年4月

    開催地:Cold Spring Harbor, NY, USA  

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  • 大腸菌のtrans-translation

    *阿保達彦

    細菌べん毛研究交流会2002  2002年 

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    開催年月日: 2002年3月7日 - 2002年3月8日

    開催地:三重県三重郡菰野町  

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  • 遺伝子構造と翻訳のリードスルーに依存したtrans-translationとの関係

    山本康文、植田康次、小川和子、*阿保達彦、饗場弘二

    第24回 日本分子生物学会年会  2001年 

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    開催年月日: 2001年12月9日 - 2001年12月12日

    開催地:横浜市  

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  • 翻訳終結部位でのtrans-translationを促進するアミノ酸配列の探索

    城島薫、春原隆文、植田康次、*阿保達彦、饗場弘二

    第24回 日本分子生物学会年会  2001年 

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    開催年月日: 2001年12月9日 - 2001年12月12日

    開催地:横浜市  

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  • 大腸菌trans-translationと抗生物質

    *阿保達彦、春原隆文、小川和子、饗場弘二

    第24回 日本分子生物学会年会  2001年 

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    開催年月日: 2001年12月9日 - 2001年12月12日

    開催地:横浜市  

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  • 大腸菌trans-translationとsuppressor RNA

    *阿保達彦、植田康次、山本康文、小川和子、饗場弘二

    第3回 RNAミーティング  2001年 

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    開催年月日: 2001年8月1日 - 2001年8月3日

    開催地:神戸市  

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  • 大腸菌trans-translationの標的としての終止コドン

    春原隆文、*阿保達彦、饗場弘二

    第3回 RNAミーティング  2001年 

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    開催年月日: 2001年8月1日 - 2001年8月3日

    開催地:神戸市  

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  • Bacterial SsrA system acts to cope with translational readthrough at normal stop codon

    Koji Ueda, *Tatsuhiko Abo, Yasufumi Yamamoto, Kazuko Ogawa and Hiroji Aiba

    The 2001 Molecular Genetics of Bacteria and Phages Meeting  2001年 

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    開催年月日: 2001年7月31日 - 2001年8月5日

    開催地:Madison, Wisconsin, USA  

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  • Endogenous targets and physiological roles of tmRNA-mediated protein tagging and proteolysis in E. coli

    *Tatsuhiko Abo, Koji Ueda, Yasufumi Yamamoto, Kazuko Ogawa and Hiroji Aiba

    LXVI Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology, the Ribosome  2001年 

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    開催年月日: 2001年5月31日 - 2001年6月5日

    開催地:Cold Spring Harbor, New York, USA  

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  • tmRNAによるtrans-translationの標的遺伝子の包括的解析

    山本康文、*阿保達彦、小川和子、饗場弘二

    第23回 日本分子生物学会年会  2000年 

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    開催年月日: 2000年12月13日 - 2000年12月16日

    開催地:神戸市  

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  • ナンセンスサプレッサー下でのSsrA系によるタンパク質の品質管理

    植田康次、小川和子、*阿保達彦、饗場弘二

    第23回 日本分子生物学会年会  2000年 

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    開催年月日: 2000年12月13日 - 2000年12月16日

    開催地:神戸市  

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  • SsrA-mediated tagging and proteolysis of LacI and its role in the regulation of Escherichia coli lac operon

    *阿保達彦、植田康次、山本康文、小川和子、饗場弘二

    Molecular Genetics of Bacteria and Phages  2000年 

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    開催年月日: 2000年8月22日 - 2000年8月27日

    開催地:Cold Spring Harbor, New York, USA  

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  • 大腸菌trans-translationの新たな標的としての終止コドン

    春原隆文、*阿保達彦、饗場弘二

    第23回 日本分子生物学会年会  2000年 

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    開催年月日: 2000年7月30日 - 2000年7月31日

    開催地:東京都品川区  

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  • 大腸菌Lac repressorに対するtrans-translation:その機構と生理的意義

    *阿保達彦、稲田利文、小川和子、饗場弘二

    第2回RNAミーティング  2000年 

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    開催年月日: 2000年7月30日 - 2000年7月31日

    開催地:東京都品川区  

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  • 大腸菌ρ因子非依存性ターミネーターにおける転写リードスルーの機構と機能

    植田康次、*阿保達彦、饗場弘二

    第2回 RNAミーティング  2000年 

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    開催年月日: 2000年7月30日 - 2000年7月31日

    開催地:東京都品川区  

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  • 大腸菌Lac Repressorは10Sa RNAによるtrans-translationの標的となる

    *阿保達彦、稲田利文、河崎宗万、饗場弘二

    第22回 日本分子生物学会年会  1999年 

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    開催年月日: 1999年12月7日 - 1999年12月10日

    開催地:福岡市  

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  • 大腸菌Rho-independent terminatorの生理機能

    大井いずみ、*阿保達彦、安倍裕順、饗場弘二

    第22回 日本分子生物学会年会  1999年 

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    開催年月日: 1999年12月7日 - 1999年12月10日

    開催地:福岡市  

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  • 翻訳によるρ因子非依存性転写終結の阻害の分子機構

    植田康次、安倍裕順、*阿保達彦、稲垣さえ、饗場弘二

    第22回 日本分子生物学会年会  1999年 

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    開催年月日: 1999年12月7日 - 1999年12月10日

    開催地:福岡市  

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  • Effect of distance between the stop codon and the terminator hairpin on transcriptional readthrough at a Rho-independent terminator

    植田康次、*阿保達彦、安倍裕順、饗場弘二

    Molecular Genetics of Bacteria and Phages  1999年 

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    開催年月日: 1999年8月3日 - 1999年8月8日

    開催地:Madison, Wisconsin, USA  

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  • LacI is the target of 10Sa RNA-mediated proteolysis in the natural context

    *阿保達彦、稲田利文、河崎宗万、小川和子、饗場弘二

    Molecular Genetics of Bacteria and Phages  1999年 

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    開催年月日: 1999年8月3日 - 1999年8月8日

    開催地:Madison, Wisconsin, USA  

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  • 大腸菌Rho-independent terminatorの機能解析:転写と翻訳の相互作用

    大井いずみ、*阿保達彦、安倍裕順、饗場弘二

    第1回 RNAミーティング  1999年 

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    開催年月日: 1999年8月3日 - 1999年8月5日

    開催地:京都市  

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  • Transcription termination and mRNA 3' end formation at the Rho-independent terminator in living Escherichia coli cells

    安倍裕順、*阿保達彦、饗場弘二

    Frontier of the Genome Biology of Escherichia coli  1998年 

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    開催年月日: 1998年11月4日 - 1998年11月7日

    開催地:岡崎市  

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  • ゼニゴケのリボソームレスキュー因子

    牧野愛子, 小山巧, 本瀬宏康, 阿保達彦

    日本遺伝学会第93会大会  2021年9月9日 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 大腸菌trans-translationの新たな標的としての終止コドン

    第2回 RNAミーティング  2000年 

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共同研究・競争的資金等の研究

  • オルガネラ翻訳系の品質管理

    研究課題/領域番号:18K06350  2018年04月 - 2021年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    阿保 達彦

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    終止コドンがないと翻訳終結因子RF1・RF2が作用できず,正常な翻訳終結反応が行われない。そのため,終止コドンを持たないmRNAの3'末端ではリボソームが立ち往生する。立ち往生したリボソームの蓄積は翻訳活性を低下させ,生命活動に危機を招く。これに対し,生物は立ち往生したリボソームを積極的にレスキューする機構を備える。
    葉緑体は独立した独自の翻訳系を備え,それは真核生物型よりむしろ原核生物型翻訳系に近いとされる。そこで,葉緑体翻訳系においてもバクテリア型リボソームレスキューが存在するのではないかという作業仮説の下,シロイヌナズナゲノムを解析したところ,大腸菌リボソームレスキュー因子ArfBのホモログを見出し,AtArfB(Arabidopsis thaliana ArfB)と名付けた。大腸菌ArfBはRF1・RF2のホモログであり,立ち往生したリボソームにRFとして作用し,レスキューする因子である。AtArfBは大腸菌ArfBのボソームレスキュー機能の発揮に必須とされる構造的特徴を備え,ArfB同様にそれらの特徴に依存してリボソームレスキュー活性を示すことが大腸菌を用いたin vivo,in vitroアッセイで示された。また,AtArfBは葉緑体移行シグナルとして機能する配列をN末端に持ち,実際に葉緑体に局在することが示された。これらの結果からAtArfBは葉緑体翻訳系で機能するリボソームレスキュー因子であると結論した。ここまでの研究成果はGenes & Genetic Systems誌に投稿し,受理されている。
    今後はAtArfB欠損植物体が示す表現型を詳細に調べる,シロイヌナズナ以外にもゼニゴケから見出したArfBホモログ(MpARFB)に対しても同様の解析をするなどして,葉緑体におけるリボソームレスキューの全体像に迫ることを目標とする。

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  • 終止コドン非依存的翻訳終結の分子機構

    研究課題/領域番号:24570008  2012年04月 - 2015年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    阿保 達彦

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    配分額:5590000円 ( 直接経費:4300000円 、 間接経費:1290000円 )

    大腸菌リボソーム解放因子ArfAによるリボソームの解放に,クラスI終結因子RF2が必須であることを明らかにした。また,ArfAの一時構造上,特徴的にリシン残基が多く見られる領域の正荷電がArfAのリボソームとの結合,リボソームの解放に重要であることを示した。さらに,ラジカルプロービング法によりArfAとリボソームとの結合様式を明らかにし,ArfAによるリボソーム解放の分子機構の解明の端緒とした。

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  • 細菌のタンパク質品質保持機構trans-translationと遺伝子発現制御

    研究課題/領域番号:15032233  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究  特定領域研究

    阿保 達彦

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    配分額:4100000円 ( 直接経費:4100000円 )

    tRNAとmRNAの双方の機能を兼ね備えることからtmRNAとも呼ばれるRNAはssrA遺伝子にコードされ、trans-translationにおいて中心的役割を担う。trans-translationは主に終止コドンを持たないmRNAの3'末端でストールしたリボソームに対しておこる現象で、そのA部位にtmRNAがまずtRNAとして入り、その後翻訳がtmRNA上のコード領域にスイッチして続行される特殊な翻訳機構である。その結果出来るタンパク質は、もとのmRNAが何であれ、そのC末端にClpXPなどのプロテアーゼの標的となるtmRNA由来のアミノ酸配列を持つため、合成された直後に速やかに分解される。
    大腸菌Lactose RepressorをコードするlacIは、そのORFの最後の部分がLacI結合部位と重複し、そこに結合したLacIが転写伸長を妨げるため不完全長のlacI mRNAが出来、その3'末端でtrans-translationがおこる。ssrAを欠失する大腸菌株において、誘導物質添加に対するlac operonの発現応答が遅れるという現象が見られ、通常速やかに分解除去される不完全長のLacIが、trans-translationがおこらないために細胞内に残り、それがlac operonの発現応答の遅れの原因の一つになる可能性が考えられた。実際にtmRNA欠損株で見られる分解され残った短いLacIに相当するC末端欠失LacIは、DNA結合活性の誘導物質に対する感受性が完全長のものよりも低くなっていることがin vivo, in vitro双方で示された。また,このような短いLacIに対応する短いmRNAも検出された。これらの結果は、trans-translationが調節タンパク質の品質保持を通して菌体の外部環境変化に対する素早い応答を保証していることを示唆する。

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  • 細菌におけるタンパク質品質保持機構trans-translationの解析

    研究課題/領域番号:14037226  2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特定領域研究  特定領域研究

    阿保 達彦

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    配分額:2900000円 ( 直接経費:2900000円 )

    バクテリアのtrans-translationは、主に終止コドンを持たないmRNAの3'末端で立ち往生したリボソームを標的として起こると考えられている。たとえmRNA上に終止コドンが存在したとしても、その終止コドンが読み飛ばされてしまった場合、やはりリボソームはmRNAの3'末端に到達して立ち往生するものと考えられる。この仮説の下に、翻訳終止コドンの読み飛ばしがtrans-translationに与える影響を解析した。特定の終止コドンをある確立でセンスコドンとして読むsuppressor tRNA存在下では、内在性標的に対するtrans-translationの頻度が高くなることが明らかとなった。また、亜致死量で存在するとコドンの誤読を引き起こすために「miscoding drug」と呼ばれる一連のアミノグリコシド系抗生物質によっても、内在性標的に対するtrans-translationの頻度が高くなった。終止コドンがセンスコドンとして誤読された結果、リボソームがmRNAの3'末端に到達したものと考えられる。suppressor tRNA、miscoding drugいずれの場合も、モデル遺伝子におけるtrans-translationの頻度の上昇も観察された。これらのことから、終止コドンの読み飛ばしによってリボソームがmRNAの3'末端に到達してtrans-translationの標的となることが示された。trans-translationが起こらないssrA変異株は、suppressor tRNA存在下での生育が遅くなる、miscoding drugに対する感受性が高まるなどの表現型を示すことから、ORFが規格外に延長したことによって生じる悪影響を回避する手段としてのtrans-translationの生理的意義が示唆された。

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  • 細菌におけるtrans-translationの生理的意義

    研究課題/領域番号:13780552  2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    阿保 達彦

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    配分額:2500000円 ( 直接経費:2500000円 )

    本研究開始前に、大腸菌のLactose RepressorであるLaclタンパク質がtrans-translationの標的となることを見い出している。lacオペロンのオペレーターの一つ03がlaclのORFと一部重なっており、そこに結合したLaclが転写伸長を阻害して終止コドンを持たないmRNAが生じ、その3'末端がtrans-translationの標的となっていた。本研究では、laclの最後のコドンを終止コドンに置き換えてC末端の1アミノ酸を欠くLaclを作らせると、高効率でtrans-translationが見られることを発見し、その分子機構を解析した。C末端の1アミノ酸を欠くLaclにおいては、trans-translationは終止コドンに相当する箇所で起こっていた。この高効率のtrans-translationはmRNAの切断が主な要因では無かった。laclの最後の数コドンの部分に塩基置換を導入したところ、アミノ酸の置換を引き起こすような塩基置換の場合、一塩基の置換でもtrans-translation効率が大きく減少したのに対し、同義コドンへの置換は、複数個の塩基置換を導入してもtrans-translation効率を下げなかった。また、C末端の1アミノ酸を欠くLaclの最後尾のアミノ酸配列Leu-Glu-Ser-Glyを他のタンパク質のC末端に融合したところ、やはり高効率のtrans-translationが観察された。これらの結果から、ポリペプチド鎖の最後のアミノ酸配列Leu-Glu-Ser-Glyが、高効率のtrans-translationを引き起こす主要な要因であることが示され、リボソームとLeu-Glu-Ser-Gly配列との相互作用がリボソームの構造に変化をもたらし、trans-translationを引き起こすという機構の存在が示唆された。

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  • Trans-translationの高感度検出系の確立とtmRNAの生理機能

    研究課題/領域番号:12878130  2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 萌芽的研究  萌芽的研究

    饗場 弘二, 阿保 達彦

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    配分額:2500000円 ( 直接経費:2500000円 )

    SsrA RNA(tmRNA)は、何らかの原因でストップコドンを欠くmRNAが生ずると、tRNAとmRNAの双方の働きをしてtrans-translationと呼ばれる反応により、新生ポリペプチド鎖に特異的なペプチドタグを付加し、ポリペプチド鎖はC末端特異的プロテアーゼの標的となり速やかに分解される。しかしながら、この反応が細胞本来の遺伝子系で実際に機能しているかどうかは不明であった。本研究は、trans-translationの生理学的意義とその分子機構を理解するための今後の研究の基礎を築くことを目的として行われ、以下の成果が得られた。
    1)高感度tagging検出系の確立
    変異型SsrAを作成し高感度でタグを検出できる系の構築に成功した。SsrA-DD、SsrA-FLAGおよびSsrA-Hisがいずれもプロテアーゼ耐性型のタグ配列を効果的に標的タンパク質に付加できること、特異的抗体を用いたWestern blottingでタグ付加タンパク質を感度よく検出できることが判明した。高感度tagging検出系の確立はtrans-translationの生理的意義とそのメカニズム解析の強力なツールとなりうる。
    2)LacIにおけるtrans-translationとその生理的機能
    LacI遺伝子はC末端領域に補助的operatorがあるためLacI自身の結合に起因する不完全長のmRNAの産生を経てtrans-translationの特異的標的になることを発見した。また、SsrAを欠損する菌はlacオペロンの発現誘導が起こりにくいこと、LacIにおけるtrans-translationがlacオペロンの外界の変化に対する迅速な応答の維持、保証に関与していることを明らかにした。

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  • 大腸菌における転写終結、mRNA3末端形成機構と遺伝子発現制御

    研究課題/領域番号:11780491  1999年 - 2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 奨励研究(A)  奨励研究(A)

    阿保 達彦

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    配分額:1900000円 ( 直接経費:1900000円 )

    大腸菌等の細菌細胞内において、終止コドンを持たないmRNAから生産される不完全なポリペプチド鎖には、trans-translationと呼ばれる最近明らかにされた機構により11アミノ酸からなる特異的な「Tag配列」が付加される。Tagの付加したポリペプチド鎖はプロテアーゼによって速やかに分解され、細胞から除去される。trans-translationにはSsrA RNA(tmRNA)と呼ばれる低分子RNAが重要な役割を果たすことが分かっていたが、その具体的な標的はこれまで同定されていなかった。
    本研究ではプロテアーゼに耐性を示す変異Tag配列を付加することのできるSsrA-DDを構築し、Tagの付加したポリペプチド鎖を直接検出する型を確立し、それを利用した解析から、大腸菌のlactose repressor(Lacl)がtrans-translationの標的となること、それが「外界のlactoseに対する大腸菌の迅速な応答を保証する」という生理学的意義を持つことを明らかにした。また、LacIに対するtrans-translationは、LacIが自分自身のORFのすぐ近傍に存在するLac operator(O3)に結合することでlacI遺伝子の転写伸長を妨げ、不完全なlacI mRNAをつくり出すことにより起こることを明らかにした。さらにSsrA-DDを利用した解析等から、通常の研究室内環境で生育する大腸菌細胞内でtrans-translationが頻繁に起こっていることも明らかにした。

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担当授業科目

  • 分子遺伝学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • 分子遺伝学I (2021年度) 1・2学期  - 木1,木2

  • 分子遺伝学IA (2021年度) 第1学期  - 木1,木2

  • 分子遺伝学IB (2021年度) 第2学期  - 木1,木2

  • 分子遺伝学II (2021年度) 3・4学期  - [第3学期]水1,水2, [第4学期]水3,水4

  • 分子遺伝学IIA (2021年度) 第3学期  - 水1,水2

  • 分子遺伝学IIB (2021年度) 第4学期  - 水1,水2

  • 基礎生物学A (2021年度) 1・2学期  - 金3,金4

  • 基礎生物学A1 (2021年度) 第1学期  - 金3,金4

  • 基礎生物学A2 (2021年度) 第2学期  - 金3,金4

  • 核酸動態科学 (2021年度) 後期  - 木3,木4

  • 生物学ゼミナールA (2021年度) 特別  - その他

  • 生物学ゼミナールB (2021年度) 特別  - その他

  • 生物学実験D (2021年度) 特別  - その他

  • 生物学実験D (2021年度) 3・4学期  - その他

  • 生物科学ゼミナール (2021年度) 通年  - その他

  • 生物科学概論Ⅱ (2021年度) 前期  - 月5,月6

  • 生物科学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • 生物科学特別研究 (2021年度) 通年  - その他

  • 神経生物学I (2021年度) 3・4学期  - [第3学期]水3,水4, [第4学期]水1,水2

  • 課題研究 (2021年度) 特別  - その他

  • 課題研究 (2021年度) 1~4学期  - その他

  • 遺伝子生化学 (2021年度) 後期  - その他

  • MP個別指導3 (2021年度) 1・2学期  - その他

  • MP個別指導3 (2021年度) 3・4学期  - その他

  • MP教養ゼミ(倫理・哲学) (2021年度) 特別  - その他

  • 分子遺伝学演習 (2020年度) 通年  - その他

  • 分子遺伝学I (2020年度) 1・2学期  - 木1,木2

  • 分子遺伝学IA (2020年度) 第1学期  - 木1,木2

  • 分子遺伝学IB (2020年度) 第2学期  - 木1,木2

  • 分子遺伝学II (2020年度) 3・4学期  - [第3学期]水1,水2, [第4学期]水3,水4

  • 分子遺伝学IIA (2020年度) 第3学期  - 水1,水2

  • 分子遺伝学IIB (2020年度) 第4学期  - 水3,水4

  • 基礎生物学A (2020年度) 1・2学期  - 金3,金4

  • 基礎生物学A1 (2020年度) 第1学期  - 金3,金4

  • 基礎生物学A2 (2020年度) 第2学期  - 金3,金4

  • 核酸動態科学 (2020年度) 後期  - 木3,木4

  • 生物科学概論I (2020年度) 前期  - 月5,月6

  • 課題研究 (2020年度) 1~4学期  - その他

  • 遺伝子生化学 (2020年度) 後期  - その他

  • MP個別指導2 (2020年度) 1・2学期  - その他

  • MP個別指導2 (2020年度) 3・4学期  - その他

  • MP個別指導3 (2020年度) 1・2学期  - その他

  • MP個別指導3 (2020年度) 3・4学期  - その他

  • MP教養ゼミ(コミュニケーション) (2020年度) 特別  - その他

  • MP教養ゼミ(倫理・哲学) (2020年度) 特別  - その他

  • MP教養ゼミ(倫理・哲学) (2020年度) 第1学期  - 水6,水7

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