Multifaceted
Proteins
Newsletter2020-24 年度 科研費学術変革領域研究（A）
マルチファセット･プロテインズ：拡大し変容するタンパク質の世界
領域番号：20A304

略称：多面的蛋白質世界

032024.02

Multifaceted
Proteins
Newsletter032024.02
表紙
版画作家の頼富敦子さんによる「ゆりかご」（2006年、木版）。解説は巻頭言参照。

2020-24 年度 科研費学術変革領域研究（A）
マルチファセット･プロテインズ：拡大し変容するタンパク質の世界

領域番号：20A304

略称：多面的蛋白質世界

C O N T E N T S
Announcement

巻頭言「プロテイン」が空前のブーム？

…………………………………… 1

田口  英樹 「マルチファセット･プロテインズ」領域代表

Research

公募班研究概要

田中良和 東北大学 生命科学研究科 教授…………………………………… 3

内原脩貴 慶應義塾大学 薬学部 助教…………………………………… 4

小林

穂高 徳島大学 先端酵素学研究所 准教授・東京大学 定量生命科学研究所 客員准教授…………………………………… 5

松尾芳隆 東京大学 医科学研究所 准教授…………………………………… 6

富田

野乃 東京大学 大学院新領域創成科学研究科 准教授…………………………………… 7

平山尚志郎 東京大学 大学院薬学系研究科（薬学部）助教…………………………………… 8

古畑隆史 東京大学 大学院工学系研究科（工学部）助教…………………………………… 9

古川健太郎 新潟大学大学院 医歯学総合研究科 医学部 准教授………………………………… 10

山崎

智弘 大阪大学 大学院生命機能研究科 特任講師（常勤）………………………………… 11

親泊

政一 徳島大学 先端酵素学研究所 教授………………………………… 12

花田耕介 九州工業大学 大学院情報工学研究院 教授………………………………… 13

町田

幸大 兵庫県立大学 工学研究科 准教授………………………………… 14

石黒亮 法政大学 マイクロ・ナノテクノロジー研究センター 研究員………………………………… 15

浅川和秀 国立遺伝学研究所 遺伝形質研究系 特命准教授………………………………… 16

七野

悠一 国立研究開発法人理化学研究所 開拓研究本部 研究員………………………………… 17

Meeting Report

ミーティングレポート

第23回蛋白質科学会年会………………………………… 18

2023年度 マルチファセットプロテインズ・若手ワークショップ………………………………… 19

第4回領域班会議………………………………… 20

領域会議：学生優秀ポスター発表賞受賞者のコメント………………………………… 22

Schedule ／ Information………………………………… 26

活動記録 ╱ 今後の予定 ╱ マルチファセットプロテインズ・ランチオンセミナー

Column

コラム

米国土産で作成した「生命のセントラルドグマ」………………………………… 27

Recent Publications………………………………… 28

受賞情報／編集後記

研究成果……………………………

裏表紙

Announcement
巻頭言

まずは今年度の領域活動を振り返ろう。
2020年度に本領域が発足してから4年目となったが、ようやくコロナ禍が一段落した1年になった。2023年9月下旬には領域初の合宿型の領域会議を実施した。対面かつ泊まり込みというのは本当に久々で、私のようなキャリアが長い者に取っては、「領域会議はこういう形式がやっぱりいいよね」と再確認できた。さらに、若手ワークショップを全体領域会議のサテライトとして同じ会場で直前に開催した。参加した学生たちの多くにとって初の合宿型会議ということで強い印象を残したことだろう１。また、今年
度は領域発足後4年目で領域の中間評価が行われた2。昨年12月に中間評価の結果が届いており、「A（研究領域の設定目的に照らして、期待どおりの進展が認められる）」ということで、高「プロテイン」が空前のブーム？

い評価をいただいた。今年度からは後期の公募班員が出揃ったところであり ３、新たな領域メンバーも含めて、一層の連携が進んで大きな成果を期待できる状況である。なお、来年度は最終年度ということで国際会議を福岡で予定している（2024年9月2-5日）。
さて、残りはエッセイ風にいきたい。
巷では、空前の「プロテイン」ブームである、とテレビ番組で取り上げていた。プロテインと言っても、本領域「マルチファセット・プロテインズ」でないのはもちろんで、筋トレブームに伴う筋肉増強のために飲む「プロテイン」パ
ウダーのことだ。最近ではボディビルダーのような気合いの入った人たちだけでなく、コロナ
太り解消のダイエットなどライトユーザーが非常に増えているという。そう言えば、ドラッグストアなどでプロテインの売り場が増えている

表紙絵に採用した頼富敦子さん（版画作家）による2024年カレンダー

気がしていた。

1

Announcement
巻頭言「ブーム」と言えば、本領域は生命科学分野にしませてもらっている頼富敦子さんに作品一覧おけるタンパク質に関する新たな「ブーム」をを見せてもらい、私が「タンパク質的」と感じた

取り上げているという見方もできる。非典型的作品を選んだのが本号の表紙である。

な翻訳動態によってできる未開拓タンパク質のなんでこの作品？と思われるかもしれない。

世界、液 - 液相分離、・・・ など10年ほど前に題名は「ゆりかご」である。私が長年研究していは非常識だったり、想定されていなかった現象

るシャペロンタンパク質、シャペロニン GroELが新たな常識になっている。さらに言えば、本は「タンパク質のゆりかご」と呼ばれることも領域のど真ん中ではないが、AlphaFold2によあるのだ。この版画の「コ」の字型が GroEL のる高精度のタンパク質の立体構造予測が2021

サブユニットの一つ、中に入っている粒みたい

年に大ブームとなったのは前号の巻頭言でも述なものが基質タンパク質４、に見えた（ような気

べたところだ。その拡がりは、この1年で出たがした）のだった。35年前にシャペロニンに出学会などで、従来は構造生物と全然無関係に思会ってマイブームとなり、いまだにブームが終えた研究者の講演でもふつうに AlphaFold 構

わらない私だからこそ生成された連想はまだAI造が出てくるようになったことからも実感してにはできないと信じたい。

いる。

「マルチファセット・プロテインズ」
領域代表

AlphaFold と 言 え ば AI、巷 で AI と 言 え ば

田口 英樹

chatGPT ということになる。ちょうど1年前に東京工業大学
科学技術創成研究院
細胞制御工学研究センター
教授

この巻頭言を書いたときは chatGPT が世に出回り始めたころでまだ目新しさがあったが、この1年間ですっかり定着した。みなさんも（程度は違えども）賢い「アシスタント」として便利に使っていることであろう。AI は何でもできるということで、昨年のニュースレターの表紙は AI
による画像生成（DALL・E2）でマグリット的なマルチファセット・プロテインズを採用したのだった。今回もまた AI による画像に頼ろうかと最初考えたが、それも面白くないな、ということで AI 生成画像と正反対に思える手作りの美術作品を使うことを思い付いた。そこで旧知の版画作家で毎年手刷りの版画カレンダーを楽左上に見える Christian Anfinsen 写真との “ ツーショット ” での著者近影（2023年3月 NIH にて）。詳細は p27のコラムにて。

1. 若手会議（1泊）＋領域会議（2泊）を通しで参加するのが基本だったので、いきなりの3泊4日の長丁場で後半は疲れていたように見受けられたが・・・。
2. 新学術領域のときは3年目が中間評価だったが、学術変革 (A) になってからは4年目と遅くなった。スケジュールとしては6月に中間評価資料提出、10月にヒアリング実施
だった。

3. 公募研究の競争率は6.4倍であり、この数字は同年度の全ての学術変革 (A) 領域内で最も高かった。本領域の裾野の広さがあらためて示されたと考えている（なお、前期の公募研究の競争率は8.3倍であった）。
4. 実際にはシャペロニン複合体の中に基質タンパク質は一つしか入らないというのが基本ではあるが。

2

公

募

研

究

班

01
終止コドンリードスルーの誘発因子の特定とクライオ電顕による活写
研究代表者

田中 良和
東北大学
生命科学研究科教授

https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/
labmos/publish/publish.html

リボソームはmRNA の開始コドンから終止コドンまでの遺伝情報をアミノ酸へと翻訳する。しかし、必ずしも終止コドン
で翻訳反応が終結しない場合があることがわかってきた（これをリードスルーとよぶ）。リードスルーは翻訳エラーの一つであるだけでなく、生体内では非典型的な翻訳機構として巧妙に利用されており、また、一部の抗生物質はリードスルーを引き起こすことにより菌を殺傷する。加えて、遺伝性疾患のうち10〜15％程度が未成熟終止コドンに起因することから、リードスルーの機構を理解し、未成熟終止コドンのリードスルーの頻度を上げることができれば、遺伝性疾患の解決につながる可能性がある。このように、リードスルーは生物学的にも医学的にも意義深い生命現象である。本研究では、クライオ
電顕単粒子解析によりリードスルーを活写し、詳細に分子機構を解明することを目指す。

Publication
1. Shiraishi C, Matsumoto A., Ichihara K., Yamamoto T., Yokoyama T., HatanoA., Matsumoto M., Tanaka Y., Matsushima S., Tsutsui H., and Nakayama
K.I. “Myo-ribosome” secures translation elongation dynamics for cardiac
function. Nat. Commun ., accepted (2023)
2. Watari H., Kageyama H., Masubuchi N., Nakajima H., Onodera K., Focia PJ.,
Oshiro T., Matsui T., Kodera Y., Ogawa T., Yokoyama T., Hirayama M., Hori K.,
Freymann DM., Komatsu, N., Araki M., *Tanaka Y., Sakai R. A marine spongederived lectin reveals hidden pathway for thrombopoietin receptor
activation. Nat. Commun ., 13, 7262-7262 (2022)

6. Chen M, Asai S, Narai S, Nambu S, Omura N, Sakaguchi Y, Suzuki T, IkedaSaito M, Watanabe K, Yao M, Shigi N, *Tanaka Y. Biochemical and structuralcharacterization of oxygen-sensitive 2-thiouridine synthesis catalyzed by
the iron-sulfur protein TtuA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA , 114, 4954-4959(2017)
7. Gai Z, Matsuno A, Kato K, Kato S, Khan R I, Shimizu T, Yoshioka T, Kato
Y, Kishimura H, Kanno G, Miyabe Y, Terada T, *Tanaka Y, Yao M. Crystal
structure of the 3.8 MDa respiratory supermolecule hemocyanin at 3.0
angstrom resolution. Structure , 23, 2204-2212 (2015)

3. Chen M, Ishizaka M, Narai S, Horitani M, Shigi N, Yao M, *Tanaka Y. The[4Fe-4S] cluster of sulfurtransferase TtuA desulfurizes TtuB during tRNA
modification in Thermus thermophilus. Commun Biol , 3, 168 (2020)

8. Yamashita D, Sugawara T, Takeshita M, Kaneko J, Kamio Y, Tanaka I, *Tanaka
Y, Yao M. Molecular basis of transmembrane beta-barrel formation ofstaphylococcal pore-forming toxins. Nat. Commun ., 5, 4897 (2014)

4. Tanaka Y, Kato S, Stabrin M, Raunser S, Matsui T, and Gatsogiannis C.
CryoEM reveals the asymmetric assembly of squid hemocyanin. IUCrJ , 6,
426-437 (2019)

9. Yu F, Tanaka Y, Yamashita K, Suzuki T, Nakamura A, Hirano N, Suzuki T, Yao M,
Tanaka I. Molecular basis of dihydrouridine formation on tRNA. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA , 108, 19593-19598 (2011)

5. Chen M, Kato K, Kubo Y, Tanaka Y, Liu Y, Long F, Whitman W, Lill P,
Gatsogiannis C, Raunser S, Shimizu N, Shinoda A, Nakamura A, Tanaka I,
Yao M. Structural basis for tRNA-dependent cysteine biosynthesis. Nat.
Commun ., 8, 1521 (2017)

10. Yamashita K, Kawai Y, *Tanaka Y, Hirano N, Kaneko J, Tomita N, Ohta
M, Kamio Y, Yao M, Tanaka I. Crystal Structure of the Octameric Poreof Staphylococcal γ -hemolysin Reveals the β -barrel Pore Formation
Mechanism by Two Components. Proc. Natl. Acad. Sci. USA , 108, 1731417319 (2011)

3

公

募

研

究

班

02
DNA 損傷依存的な非典型的翻訳産物の同定とその生理的意義の解明
研究代表者

内原 脩貴
慶應義塾大学薬学部
助教

https://shibataxlab.com/

昨今のタンパク質研究のブレークスルーにより非典型的な翻訳が恒常的に生じていることが明らかとなり、様々な生命現象に影響を及ぼすことが分かってきた。細胞内に存在する非典型的翻訳産物の同定を目的に、全細胞抽出液を用いたプロテオゲノミクスがこれまで広く用いられているが、検出感度については未だ改善の余地がある。その解決方法の一つ

として、HLAクラスI（HLA-I）の利用が期待される。近年、HLA-I 結合ペプチド溶出液を用いることで、全細胞抽出液と比較して多くの非典型的翻訳産物由来のペプチドが得られることが報告された。HLA-Iは免疫応答を制御する分子であるが、細胞内に存在する多種多様なタンパク質が分解されて生じるペプチドを細胞表面上に提示する。つまり、HLA-I
結合ペプチドの解析は、細胞内に存在する非典型的翻訳産物を効率的に検出するための強力なツー

ルとなりうる。そこで本研究では、
HLA-I 結 合 ペプチド溶 出 液を用いた非典型的翻訳産物同定系を構築することで、DNA 損傷依存

的な未開拓プロテオームの解明に迫る。さらに、非典型的翻訳産物がDNA 損傷の関連する生命現象に及ぼす影響について研究を展開

し、DNA 損傷研究における新たなパラダイムの確立を目指す。

Publication
1. Yuki Uchihara, Tiara Bunga Mayang Permata, Hiro Sato, Reika KawabataIwakawa, Sayako Katada, Wenchao Gu, Sangeeta Kakoti, Motohiro
Yamauchi, Reona Kato, Soehartati Gondhowiardjo, Naoki Hosen, Takaaki
Yasuhara, Atsushi Shibata. DNA damage promotes HLA class I presentation
by stimulating a pioneer round of translation-associated antigen
production. Mol Cell . 2022 Jul 21;82(14):2557-2570.e7. doi: 10.1016/
j.molcel.2022.04.030.
2.

Takaaki Yasuhara, #Reona Kato, Motohiro Yamauchi, Yuki Uchihara,
Lee Zou, Kiyoshi Miyagawa, Atsushi Shibata. ( #equally contributed)
RAP80 suppresses the vulnerability of R-loops during DNA doublestrand break repair. Cell Rep . 2022 Feb 1;38(5):110335. doi: 10.1016/
j.celrep.2022.110335.
#

3. Yuki Uchihara, Tiara Bunga Mayang Permata, Hiro Sato, Atsushi Shibata.
Modulation of immune responses by DNA damage signaling. (review) DNA
Repair . 2021 Aug;104:103135. doi: 10.1016/j.dnarep.2021.103135.
4. Yuki Uchihara, Kenji Tago, Hiroomi Tamura, Megumi Funakoshi-Tago. EBP2,
a novel NPM-ALK-interacting protein in the nucleolus, contributes to theproliferation of ALCL cells by regulating tumor suppressor p53. Mol Oncol .
2021 Jan;15(1):167-194. doi: 10.1002/1878-0261.12822.
5. Yuki Uchihara, Tomoyuki Ohe, Tadahiko Mashino, Takayuki Kidokoro,
Kenji Tago, Hiroomi Tamura, Megumi Funakoshi-Tago. N-Acetyl cysteine
prevents activities of STAT3 inhibitors, Stattic and BP-1-102 independentlyof its antioxidant properties. Pharmacol Rep . 2019 Dec;71(6):1067-1078.
doi: 10.1016/j.pharep.2019.05.021.

4

6. Yuki Uchihara, Reiko Komori, Kenji Tago, Hiroomi Tamura, Megumi
Funakoshi-Tago. Methotrexate significantly induces apoptosis by inhibiting
STAT3 activation in NPM-ALK-positive ALCL cells. Biochem Pharmacol .
2019 Dec;170:113666. doi: 10.1016/j.bcp.2019.113666.
7. Yuki Uchihara, Kenji Tago, Hidetoshi Taguchi, Yuji Narukawa, Fumiyuki
Kiuchi, Hiroomi Tamura, Megumi Funakoshi-Tago. Taxodione induces
apoptosis in BCR-ABL-positive cells through ROS generation. Biochem
Pharmacol . 2018 Aug;154:357-372. doi: 10.1016/j.bcp.2018.05.018.
8. Yuki Uchihara, Takayuki Kidokoro, Kenji Tago, Tadahiko Mashino, Hiroomi
Tamura, Megumi Funakoshi-Tago. A major component of vitamin E, α-tocopherol inhibits the anti-tumor activity of crizotinib against cells
transformed by EML4-ALK. Eur J Pharmacol . 2018 Apr 15;825:1-9. doi:
10.1016/j.ejphar.2018.02.012.
9. Yuki Uchihara, Fumihito Ueda, Kenji Tago, Yosuke Nakazawa, Tomoyuki
Ohe, Tadahiko Mashino, Shigenobu Yokota, Tadashi Kasahara, Hiroomi
Tamura, Megumi Funakoshi-Tago. Alpha-tocopherol attenuates the antitumor activity of crizotinib against cells transformed by NPM-ALK. PLoS
One . 2017 Aug 14;12(8):e0183003. doi: 10.1371/journal.pone.0183003.
10. Yuki Uchihara, Ken-ichiro Tanaka, Teita Asano, Fumiya Tamura, Tohru
Mizushima. Superoxide dismutase overexpression protects against
glucocorticoid-induced depressive-like behavioral phenotypes in mice.
Biochem Biophys Res Commun . 2016 Jan 22;469(4):873-7. doi: 10.1016/
j.bbrc.2015.12.085.

公

募

研

究

班

03
高時空間解像度イメージングという視点から翻訳の典型的・非典型的な制御機構に迫る
研究代表者

小林 穂高
徳島大学 先端酵素学研究所准教授
東京大学 定量生命科学研究所
客員准教授

https://sites.google.com/view/h-kobayashi-lab

翻訳はmRNAの配列情報をもとにタンパク質を合成する過程であり、多面的なタンパク質世界の中核をなす現象です。

その重要性ゆえに、
これまで数十年にわたり精力的に先行研究が行われてきましたが、実はその大部分は生化学的な手法（細胞を破壊して得られるライセートを用いた手法など）によるものです。これはすなわち、多面的なタンパク質世界を長年にわたり「同一の視点」から眺めてきたような状況ともいえます。そこで本研究では、翻訳の制御過程を細胞内において高時空間解像度でイメージングできる新規技術（Kobayashi & Singer, 2022, Nature Commun.：図参照）を「新しい視点」として活用し、翻訳の重要課題に取り組みます。具体的には、近年論争になっている「翻訳はpoly(A) 鎖によって促進されるのか・されないのか？」といった謎を、mRNA 一つ一つの翻訳状態を細胞内で実際に可視化することで明らかにし、これにより翻訳の典型的・非典型的な制御機構に迫ります。

Publication
1. *Kobayashi H, *Singer RH. Single-molecule imaging of microRNAmediated gene silencing in cells. Nat Commun 2022;13:1435. https://doi.
org/10.1038/s41467-022-29046-5.

6. Kobayashi H, Etoh K, Marubashi S, Ohbayashi N, *Fukuda M. Measurementof Rab35 activity with the GTP-Rab35 trapper RBD35. Methods Mol Biol
2015;1298:207-16. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2569-8_18.

2. *Kobayashi H, *Tomari Y. Identification of an AGO (Argonaute) protein as aprey of TER94/VCP. Autophagy 2020;16:190-2. https://doi.org/10.1080/155
48627.2019.1691351.

7. Kobayashi H, Etoh K, Ohbayashi N, *Fukuda M. Rab35 promotes therecruitment of Rab8, Rab13 and Rab36 to recycling endosomes through
MICAL-L1 during neurite outgrowth. Biol Open 2014;3:803-14. https://doi.
org/10.1242/bio.20148771.

3. *Kobayashi H, Shoji K, Kiyokawa K, Negishi L, *Tomari Y. VCP machinery
mediates autophagic degradation of empty Argonaute. Cell Rep
2019;28:1144-1153.e4. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.07.003.
4. *Kobayashi H, Shoji K, Kiyokawa K, Negishi L, *Tomari Y. Iruka eliminates
dysfunctional Argonaute by selective ubiquitination of its empty state.
Mol Cell 2019;73:119-129.e5. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.10.033.
5. Kobayashi H, *Tomari Y. RISC assembly: Coordination between small RNAsand Argonaute proteins. Biochim Biophys Acta 2016;1859:71-81. https://doi.org/10.1016/j.bbagrm.2015.08.007.

8. Kobayashi H, Etoh K, *Fukuda M. Rab35 is translocated from Arf6-positive
perinuclear recycling endosomes to neurite tips during neurite outgrowth.
Small GTPases 2014;5:e29290. https://doi.org/10.4161/sgtp.29290.
9. Kobayashi H, *Fukuda M. Rab35 establishes the EHD1-association site bycoordinating two distinct effectors during neurite outgrowth. J Cell Sci
2013;126:2424-35. https://doi.org/10.1242/jcs.117846.
10. Kobayashi H, *Fukuda M. Rab35 regulates Arf6 activity through centaurinβ2 (ACAP2) during neurite outgrowth. J Cell Sci 2012;125:2235-43. https://doi.org/10.1242/jcs.098657.

5

公

募

研

究

班

04
分泌系タンパク質の配送における非典型的な
翻訳終結反応の分子機構と生理機能の解明
研究代表者

松尾 芳隆
東京大学
医科学研究所准教授

http://www.inada-lab.ims.
u-tokyo.ac.jp/

翻訳の伸長反応は、ペプチド鎖のフォールディングや細胞内小器官への配送などと共役しており、その異常は不良タン

パク質の産生に直結します。細胞はこれを回避するために、異常な翻訳伸長を感知し、強制的に翻訳を終結させる品質管理機構（RQC: Ribosome-associated Quality Control）を備えています。細胞内では同一の mRNAを複数のリボソームが翻訳しているため、異常な翻訳停滞が生じると停滞したリボソームと後続のリボソームが衝突し“リボソームの交通渋滞”が形成されます。RQC のセンサータンパク質であるHel2はこれを異常な翻訳と認識し、非典型的な翻訳終結反応によって停滞したリボソームを除去します。これにより、リボソームの交通渋滞が解消され、翻訳が再開されます。

最近、わたしたちは、SRP（Signal Recognition Particle）を介した分泌系タンパク質の共翻訳的な配送異常が

RQCに識別されることを見いだしました（Matsuo and Inada., Cell Rep . 2021）。テイルアンカー型を除く分泌系タ

ンパク質の大部分は、SRPを介して共翻訳的に小胞体膜へと配送されます。その際、配送の補助機構として、分泌系タンパク質をコードするmRNAには翻訳の一時停止を誘導するレア

コドンクラスター（REST）がコードされており、この RESTによってリボソームの交通渋滞が生じていることも報告されています。しかし、RQCによって識別される配送異常は、SRPによる認識に欠損があるものに限られており、小胞体膜への配送中にリボソームの交通渋滞が生じても、SRP の結合によってRQC の誘導がキャンセルされる可能性が示唆されています。そこで、本研究では、その分子機構の解明を目指し解析を進めています。また、SRP の識別に欠損があり、かつRQCによる除去が失敗した分泌系タンパク
質は、ミトコンドリアへと誤配送されることがわかっています。本研

究では、このミトコンドリアへと誤配送された分泌系タンパク質の運命についても解析を進めています。

Publication
1. Best K, Ikeuchi K, Kater L, Best D, Musial J, Matsuo Y, Berninghausen O,
Becker T, Inada T*, Beckmann R*. Structural basis for clearing of ribosome
collisions by the RQT complex. Nat Commun . 14(1): 921. (2023)
2. Tesina P#*, Ebine S#, Buschauer R#, Thoms M, Matsuo Y, Inada T*, Beckmann
R*. Molecular basis of eIF5A-dependent CAT tailing in eukaryotic
ribosome-associated quality control. Mol Cell . 83(4): 607-621. (2023)
3. Matsuo Y*, Uchihashi T, Inada T*. Decoding of the ubiquitin code forclearance of colliding ribosomes by the RQT complex. Nat Commun .
14(1):79. (2023)
4. Narita M#, Denk T#, Matsuo Y, Sugiyama T, Kikuguchi C, Ito S, Sato N, Suzuki T,
Hashimoto S, Machova I, Tesina P, Beckmann R*, Inada T*. A distinct humandisome collision interface harbors K63-linked polyubiquitination of uS10
to trigger hRQT-mediated subunit dissociation. Nat Commun . 13(1):6411.
(2022)
5. Li S#, Ikeuchi K#, Kato M, Buschauer R, Sugiyama T, Adachi S, Kusano H,
Natsume T, Berninghausen O, Matsuo Y, Becker T, Beckmann R*, Inada T*.
Sensing of individual stalled 80S ribosomes by Fap1 for non-functionalrRNA turnover. Mol Cell . 82(18):3424-3437. (2022)
6. Matsuo Y* and Inada* T. Ribosome collision sensor Hel2 recognizes

6

mistargeting secretory ribosome-nascent chain complexes. Cell Rep .
34:108877. (2021)
7. Buschauer R#, Matsuo Y# (#Co-first Author), Sugiyama T, Chen YH,
Alhusaini N, Sweet T, Ikeuchi K, Cheng J, Matsuki Y, Nobuta R, Gilmozzi A,
Berninghausen O, Tesina P, Becker T, Coller J*, Inada T*, Beckmann R*. The
Ccr4-Not complex monitors the translating ribosome for codon optimality.
Science . 368(6488):eaay6912 (2020)
8. Matsuo Y#, Tesina P#, Nakajima S, Mizuno M, Endo A, Buschauer R, Cheng
J, Shounai O, Ikeuchi K, Saeki Y, Becker T, Beckmann R*, Inada T*. RQT
complex dissociates ribosomes collided on endogenous RQC substrate
SDD1. Nat Struct Mol Biol . (4):323-332. (2020)
9. Matsuo Y#, Ikeuchi K#, Saeki Y, Iwasaki S, Schmidt C, Udagawa T, Sato
F, Tsuchiya H, Becker T, Tanaka K, Ingolia NT, Beckmann R, Inada T*.
Ubiquitination of stalled ribosome triggers ribosome-associated quality
control. Nat Commun . 8(1):159. (2017)
10. Matsuo Y, Granneman S, Thoms M, Manikas RG, Tollervey D, Hurt E*.
Coupled GTPase and remodelling ATPase activities form a checkpoint forribosome export. Nature . 505(7481):112-116. (2014)#

Co-first author, *Corresponding author

公

募

研

究

班

05
真核細胞におけるリコーディングの分子基盤
研究代表者

富田 野乃
東京大学
大学院新領域創成科学研究科
准教授

https://sites.google.com/view/molbio/
member?authuser=0

リコーディングは、終止コドンリードスルー、中途終結、フレームシフト、などの非典型的遺伝暗号解読であり、多くは翻訳終結制御と連動している。本研究では、申請者が確立した酵母由来再構築型生体外翻訳系を利用し、修飾塩基シュードウリジン（Ψ）を導入

したmRNAで誘起されるリコーディング、特に「Ψ含有終止コドンのリードスルー」の分子機構に着目する。i) ペプチド解離因子 eRF1によるΨ含有終止コド

ンの認識機構、ii) サプレッサーtRNAによるΨ含有
終止コドンの認識機構、ついて解析する。従来、成熟したmRNA の遺伝暗号は固定されたものと考えられてきた。
「細胞はmRNA 修飾などを介した翻訳終結制御によって遺伝暗号の書き換えを積極的に行い、タンパク質発現を制御する。」というパラダイム

シフトに資することを目標とする。化学修飾を有する
mRNAワクチンのデザイン、ナンセンス変異に起因する疾患に対するリードスルー薬の開発、抗ウイルス薬の開発、などの医療応用にも結びつくと期待している。

Publication
1. Lee, M., & Takeuchi-Tomita, N.* Reconstitution of mammalian mitochondrialtranslation system capable of long polypeptide synthesis. Methods Mol
Biol . (2023), in press.

5. Abe, T., Nagai, R., Imataka, H. & Takeuchi-Tomita, N.* Reconstitution ofyeast translation elongation and termination in vitro utilizing CrPV IREScontaining mRNA. J Biochem . (2020) 167(5):441-450.

2. Lee, M., Matsunaga, N., Akabane, S., Yasuda, I., Ueda, T. & TakeuchiTomita, N.* Reconstitution of mammalian mitochondrial translation
system capable of correct initiation and long polypeptide synthesis fromleaderless mRNA. Nucleic Acids Res . (2021) 49, 371-382.

6. Tsuboi, M., Morita, H., Nozaki, Y., Akama, K., Ueda, T., Ito, K., Nierhaus, KH.
& Takeuchi, N.* EF-G2mt is an Exclusive Recycling Factor in Mammalian
Mitochondrial Protein Synthesis. Molecular Cell (2009) 35(4), 502-10.

3. Nagai, R., Xu, Y., Liu, C., Shimabukuro, A. and Takeuchi-Tomita, N.* In vitro
reconstitution of yeast translation system capable of synthesizing longpolypeptide and recapitulating programmed ribosome stalling. Methods
Protoc . (2021) 4, 45.
4. Abe, T., Nagai, R., Shimazaki, S., Kondo, S., Nishimura, S., Sakaguchi, Y.,
Suzuki, T., Imataka, H., Tomita, K. & Takeuchi-Tomita, N.* in vitro yeast
reconstituted translation system reveals function of eIF5A for synthesis oflong polypeptide. J Biochem . (2020) 167(5):451-462.

7. Nozaki, Y., Matsunaga, N., Ishizawa, T., Ueda, T. & Takeuchi, N.* HMRF1L is ahuman mitochondrial translation release factor involved in the decodingof the termination codons UAA and UAG. Genes Cells . (2008) 13, 429-38.
8. Ishizawa, T., Nozaki, Y., Ueda, T. & Takeuchi, N.* The human mitochondrialtranslation release factor HMRF1L is methylated in the GGQ motif by the
methyltransferase HMPrmC. Biochem Biophys Res Commun . (2008) 373,
99-103.

7

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研

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班

06
非典型的翻訳産物を含めた新規タンパク質
品質管理機構のユビキトームによる可視化研究代表者

平山 尚志郎東京大学
大学院薬学系研究科（薬学部）
助教

https://tanpaku.f.u-tokyo.ac.jp/

我々はユビキチン化タンパク質が選択的に核からサイトゾルへ運び出される現象を発見し、責任因子としてUBIN,POSTさらにC6orf106等を同定してきた（Hirayama et al. PNAS. 2018など）。近位依存性ビオチン化酵素を用いたタンパク質相互作用解析によりC6orf106結合タンパク質を同定し生化学的に解析したところ、C6orf106はRNA

helicase 複合体を介して、mRNAと翻訳中のリボソームと複合体を形成していることを捉えた。さらなる解析から、
C6orf106による核外搬出されるユビキチン化タンパク質の大半は、ユビキチン化された新生鎖であることを明らかにしてきた。

近年の研究により、本来の開始コドン以外から始まる、イントロン、UTRから翻訳されるなど、非典型的な翻訳が存在しそれらは不安定であると考えられている。そこで本研究では、不安定だとされる非典型的な翻訳産物を含めて、翻訳後速やかに分解されるタンパク質や核外搬出のターゲットとなるタンパク質がどのようなものか、Ub 化ペプチドに注目しながら同定することを試みる。
分解されなかったUb 化タンパク質が核にたまることで起きる細胞機能の異常を明らかにする。そのことで、翻訳後の速やかなタンパク質分解と、Ub
化タンパク質核外搬出機構を可視化し、これら現象の生理的意義を明らかにすることを研究目的とする。

Publication
1. Hashimoto E, Okuno S, Hirayama S, Arata Y, Goto T, Kosako H, Hamazaki
J, Murata S. Enhanced O-GlcNAcylation Mediates Cytoprotection underProteasome Impairment by Promoting Proteasome Turnover in Cancer
Cells. iScience . 24;23(7):101299. (2020)
2. Arata Y, Watanabe A, Motosugi R, Murakami R, Goto T, Hori S, Hirayama
S, Hamazaki J, Murata S. FAM48A mediates compensatory autophagy
induced by proteasome impairment. Genes Cells . Aug;24(8):559-568.
(2019)
3. Arata Y, Watanabe A, Motosugi R, Murakami R, Goto T, Hori S, Hirayama S,
Hamazaki J, Murata S. Defective induction of the proteasome associatedwith T-cell receptor signaling underlies T-cell senescence. Genes Cells .
Dec;24(12):801-813. (2019)
4. Hirayama S, Sugihara M, Morito D, Iemura SI, Natsume T, Murata S, Nagata K.
Nuclear export of ubiquitinated proteins via the UBIN-POST system. Proc
Natl Acad Sci USA 1;115(18):E4199-E4208. (2018)
5. Uechi H, Kuranaga E, Iriki T, Takano K, Hirayama S, Miura M, Hamazaki J,
Murata S. Ubiquitin-Binding Protein CG5445 Suppresses Aggregation and
Cytotoxicity of Amyotrophic Lateral Sclerosis-Linked TDP-43 in Drosophila.

8

Mol Cell Biol . Jan 16;38(3):e00195-17. (2018)
6. Tomita T, Hirayama S, Sakurai Y, Ohte Y, Yoshihara H, Saeki Y, Hamazaki J,
Murata S. Specific Modification of Aged Proteasomes Revealed by TagExchangeable Knock-In Mice. Mol Cell Biol . Dec 11;39(1):e00426-18. (2018)
7. Wu W, Sahara K, Hirayama S, Zhao X, Watanabe A, Hamazaki J, Yashiroda
H, Murata S. PAC1-PAC2 proteasome assembly chaperone retains thecore α4- α7 assembly intermediates in the cytoplasm. Genes Cells .
Oct;23(10):839-848. (2018)
8. Koizumi S, Irie T, Hirayama S, Sakurai Y, Yashiroda H, Naguro I, Ichijo
H, Hamazaki J, Murata S. The aspartyl protease DDI2 activates Nrf1 tocompensate for proteasome dysfunction. Elife. Aug 16;5:e18357. (2016)
9. Hamazaki J, Hirayama S, Murata S. Redundant Roles of Rpn10 and Rpn13
in Recognition of Ubiquitinated Proteins and Cellular Homeostasis.
PLoS Genet . Jul 29;11(7):e1005401. (2015)
10. Tomita T, Hamazaki J, Hirayama S, McBurney MW, Yashiroda H, Murata
S. Sirt1-deficiency causes defective protein quality control. Sci Rep . Jul
29;5:12613. (2015)

公

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班

07
不均一ポリユビキチン鎖とシャトル因子の“ライブラリ×ライブラリ”相互作用解析
研究代表者

古畑 隆史
東京大学
大学院工学系研究科（工学部）
助教

https://webpark1516.sakura.ne.jp/

近年、ストレス環境下でタンパク質の品質管理を制御するメカニズムとして、ポリユビキチン鎖とシャトル因子による液液相分離が注目されている。相分離液的内では、基質タンパク質が、プロテアソームとシャトル因子を介して濃縮されるため、効率的かつ選択的に分解されると考えられる。しかし、ポリユビキチンの構造は、ユビキチン同士の結合に使われるアミノ酸の位置、分岐の有無や形状の観点から非常に多様であり、構造と機能の系統的評価が非常に困難であった。そのため、液液相分離を強力に誘起するポリユビキチン鎖とシャトル因子のペアや、鍵となるポリユビキチンの構造的特徴など、液滴形成の背景にある相互作用の体系的な理解は進んでいない。本課題では、ポリユビキチン鎖のワンポット構造制御合成法とDNAバーコーディング技術を組み合わせた“ライブラリ×ライブラリ”の相互作用解析手法の確立を目指す。それにより、

複数のシャトル因子とポリユビキチン鎖が共存する混在系において相互作用の強弱を網羅的に評価することを可能とし、シャトル因子とポリユビキチン鎖の相分離挙動を制御する化学メカニズムの理解へ繋げることを目指す。

Publication
1. Furuhata T, Komoto Y, Ohshiro T, *Taniguchi M, Ueki R, *Sando S. Key
aurophilic motif for robust quantum-tunneling-based characterization of a
nucleoside analogue marker. Chem. Sci . 11, 10135–10142 (2020)

3. Furuhata T, Ohshiro T, Akimoto G, Ueki R, *Taniguchi M, *Sando S. Highly
conductive nucleotide analogue facilitates base-calling in quantum
tunneling- based DNA sequencing. ACS Nano , 13, 5028–5035 (2019)

2. Furuhata T, Ohshiro T, Izuhara Y, Suzuki T, Ueki R, *Taniguchi M, *Sando S.
Chemical Labeling-Assisted Detection of Nucleobase Modifications by
Quantum Tunneling-Based Single Molecule Sensing. ChemBioChem , 21,
335–339 (2020)

4. Tsuchiya A, Hashim S. N, Ise S, Furuhata T, Kawai K, Wakabayashi R, Goto M,
Kamya N, Sando S. BODIPY- Labeled fluorescent aptamer sensors for turnon sensing of interferon-gamma and adenine compounds on cells
Anal. Sci . 32, 543–547 (2016)

9

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研

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班

08
ミ
トコンドリアの視点から紐解く
マイクロタンパク質の機能と分子機構
研究代表者

古川 健太郎新潟大学大学院
医歯学総合研究科 医学部准教授

https://www.med.niigata-u.ac.jp/mit/

本研究は、酵母のミトコンドリアに局在する100アミノ酸に満たないマイクロタンパク質群が、どのようにミトコンドリアの各種機能に関与するのか、さらには機能発揮の分子機構を解明し、それぞれの短いアミノ酸配列に隠された意義を見出すことを目指すものである。この目的のために次の二つの研究を遂行する。①ミトコンドリアプロテオーム解析で局在のみが明らかとなっているマイクロタンパク質群のミトコンドリアの呼吸機能・形態制御・品質管理などにおける役割と機能発揮の分子機構の解明。②マイクロタンパク質群の中から先行して見出した二つの新規因子が駆動するミトコンドリア分裂の分子機構の解明。本研究は、ミトコンドリアの視点からマイクロタンパク質の意義を解明することによって新たなタンパク質の世界を開拓し、当該研究領域の目標達成に貢献する。

Publication

10

1. *Fukuda T, Furukawa K, Maruyama T, Noda NN, *Kanki T. Mitofissin: a novel
mitochondrial fission protein that facilitates mitophagy. Autophagy 19,3019-3021 (2023).

6. Furukawa K, Innokentev A, *Kanki T. Regulatory mechanism of
mitochondrial autophagy: Lessons from yeast. Front Plant Sci 10, 1479
(2019).

2. Fukuda T, Furukawa K (co-first), Maruyama T, Yamashita SI, Noshiro D, SongC, Ogasawara Y, Okuyama K, Alam JM, Hayatsu M, Saigusa T, Inoue K, Ikeda
K, Takai A, Chen L, Lahiri V, Okada Y, Shibata S, Murata K, Klionsky DJ, *Noda
NN, *Kanki T. The mitochondrial intermembrane space protein mitofissin
drives mitochondrial fission required for mitophagy. Mol Cell 83, 20452058.e9 (2023).

7. *Furukawa K, *Kanki T. PP2A-like protein phosphatase Ppg1: an emerging
negative regulator of mitophagy in yeast. Autophagy 14, 2171-2172(2018).

3. *Furukawa K, Innokentev A, *Kanki T. Mitophagy regulation mediated by
the Far complex in yeast. Autophagy 17, 1042-1043 (2021).

8. *Furukawa K, Fukuda T, Yamashita SI, Saigusa T, Kurihara Y, Yoshida Y,
Kirisako H, Nakatogawa H, *Kanki T. The PP2A-like protein phosphatasePpg1 and the Far complex cooperatively counteract CK2-mediatedphosphorylation of Atg32 to inhibit mitophagy. Cell Rep 23, 3579-3590(2018).

4. Innokentev A, *Furukawa K (co-first), Fukuda T, Saigusa T, Inoue K,
Yamashita SI, *Kanki T. Association and dissociation between the
mitochondrial Far complex and Atg32 regulate mitophagy. eLife 9, e63694(2020).

9. Yamashita SI, Jin X, Furukawa K, Hamasaki M, Nezu A, Otera H, Saigusa
T, Yoshimori T, Sakai Y, Mihara K, *Kanki T. Mitochondrial division occurs
concurrently with autophagosome formation but independently of Drp1
during mitophagy. J Cell Biol 215, 649-665 (2016).

5. *Fukuda T, Ebi Y, Saigusa T, Furukawa K, Yamashita SI, Inoue K, Kobayashi
D, Yoshida Y, *Kanki T. Atg43 tethers isolation membranes to mitochondria
to promote starvation-induced mitophagy in fission yeast. eLife 9, e61245(2020).

10. *Furukawa K, *Hohmann S. A fungicide-responsive kinase as a tool forsynthetic cell fate regulation. Nucleic Acids Res 43, 7162-7170 (2015).

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班

09
細胞内相分離を誘導するタンパク質の大規模探索と誘導機構の解明
研究代表者

山崎 智弘
大阪大学
大学院生命機能研究科
特任講師
（常勤）

https://hirose-lab.com/

相分離により構築される非膜性構造体は、細胞内の混雑した環境で、特定の分子を集約した区画を作り出すことで、様々な細胞内プロセスにおいて重要な役割を果たす。こうした非膜性構造体には、多数のタンパク質が局在しているが、構造体の形成に必須なものはそのうちの一握りであることがこれまでの研究から明らかになっている。しかし、こうした非膜性構造体の核となり、構造体の性質や機能を規定する細胞内相分離を理解する上で要となるタンパク質の全体像は明らかになっていない。
本研究では、独自に確立したRNAを足場とする人工非膜性構造体実験系を用いて、非膜性構造体の形成を誘導できるタンパク質を大規模に探索する。さらに、同定したタンパク質の構造体誘導メカニズムを明らかにする。こうした解析か
ら、細胞内相分離誘導というタンパク質の機能側面についてそのルールを系統的に明らかにする。

Publication
1. *Hirose T, Ninomiya K, Nakagawa S, Yamazaki T. A guide to membranelessorganelles and their various roles in gene regulation. Nat Rev Mol Cell Biol
Nov 23, 24, 288-304 (2023) doi: 10.1038/s41580-022-00558-8
2. *Yamazaki T, *Yamamoto T. Statistical thermodynamics approaches for
intracellular phase separation. Methods Mol Biol July 8, 2509, 361-393(2022) doi: 10.1007/978-1-0716-2380-0_22
3. *Yamazaki T, Yamamoto T, *Hirose T. Micellization: A new principle in
the formation of biomolecular condensates. Front Mol Biosci Aug 29, 9,974772 (2022) doi: 10.3389/fmolb.2022.925058
4. *Yamamoto T, *Yamazaki T, Hirose T. Triblock copolymer micelle modelof spherical paraspeckles. Front Mol Biosci Aug 22, 9, 925058 (2022) doi:
10.3389/fmolb.2022.92505
5. Yamazaki T, Yamamoto T, Yoshino H, Souquere S, Nakagawa S, Pierron G,
Hirose T. Paraspeckles are constructed as block copolymer micelles.
EMBO J Apr 22, 40(12) e107270 (2021)
6. Yamazaki T, *Hirose T. CRISPR-mediated mutagenesis of long noncoding
RNAs. Methods Mol Biol 2254, 283-303 (2021) doi: 10.1007/978-1-07161158-6_18
7. Yamazaki T, Nakagawa S, *Hirose T. Architectural RNAs for membranelessnuclear body formation. Cold Spring Harb Symp Quant Biol Feb 4, 84 227-237 (2019) doi: 10.1101/sqb.2019.84.039404
8. Yamazaki T, Fujikawa C, Kubota A, Takahashi A, *Hirose T. CRISPRamediated NEAT1 lncRNA upregulation induces formation of intact
paraspeckles. Biochem Biophys Res Commun Sep 26, 504(1) 218-224(2018) doi: 10.1016/j.bbrc.2018.08.158
9. Yamazaki T, Souquere S, Chujo T, Kolbelke S, Chong YS, Fox AH, Bond
CS, Nakagawa S, Pierron G, *Hirose T. Functional Domains of NEAT1
architectural lncRNA induce paraspeckle assembly through phaseseparation. Mol Cell Jun 21, 70(6) 1038-1053 (2018) doi: 10.1016/
j.molcel.2018.05.019
10. Yamazaki T, Chen S, Yu Y, Yan B, Haertlein TC, Carrasco MA, Tapia JC, Zhai B,
Das R, Lalancette-Hebert M, Sharma A, Chandran S, Sullivan G, Nishimura
AL, Shaw CE, Gygi SP, Shneider NA, Maniatis T, Reed R. FUS-SMN protein
interactions link the motor neuron diseases ALS and SMA. Cell Rep Oct 25,
2(4) 799-806 (2012) doi: 10.1016/j.celrep.2012.08.02
11. Yamazaki T, Fujiwara N, Yukinaga H, Ebisuya M, Shiki T, Kurihara T, Kioka N,
Kambe T, Nagao M, Nishida E, Masuda S. The closely related RNA helicases,
UAP56 and URH49, preferentially form distinct mRNA export machineries
and coordinately regulate mitotic progression. Mol Biol Cell Aug 15, 21(16)2953-2965 (2010) doi: 10.1091/mbc.E09-10-0913

11

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研

究

班

10
癌化に関わる特殊リボソームによる非典型的翻訳の網羅的探索
研究代表者

親泊 政一
徳島大学
先端酵素学研究所
教授

http://www.genome.tokushima-u.
ac.jp/dmb/DMB/homu.html

翻訳途上で機能するタンパク質の発見により、タンパク質は固有の構造に正しく折り畳まれて機能するという固定概念が変わりタンパク質の世界が広がった。このような多面性を有する様々なタンパク質の生成のために、リボソームが多様性を生み出す動的な制御因子として機能しているのではないかと考えた。すなわち約80種類のリボソームタンパク質と4種類の rRNAで構成されるリボソームはヘテロに存在し、それらが特定の mRNAを選択的に認識・翻訳することで、生
理機能や病理機能を発揮するのではないだろうか。

本研究では、統合的ストレス応答の研究から見出した腎癌関連特殊リボソームに着目したタンパク質翻訳の網羅的探索を行い、発癌との関連する非典型的翻訳を明らかにする。

Publication
1. Sobajima M, Miyake M, Hamada Y, Tsugawa K, Oyadomari M, Inoue R,
Shirakawa J, Arima H, *Oyadomari S. The multifaceted role of ATF4 inregulating glucose-stimulated insulin secretion. Biochem Biophys Res
Commun . 611:165-71 (2022)

6. Kitakaze K, Taniuchi S, Kawano E, Hamada Y, Miyake M, Oyadomari M,
Kojima H, Kosako H, Kuribara T, Yoshida S, Hosoya T, *Oyadomari S. Cellbased HTS identifies a chemical chaperone for preventing ER protein
aggregation and proteotoxicity. Elife . 8:e43302 (2019)

2. Miyake M, Sobajima M, Kurahashi K, Shigenaga A, Denda M, Otaka A, Saio
T, Sakane N, Kosako H, *Oyadomari S. Identification of an endoplasmic
reticulum proteostasis modulator that enhances insulin production inpancreatic β cells. Cell Chem Biol . 29:996-1009 (2022)

7. Hisanaga S, Miyake M, Taniuchi S, Oyadomari M, Morimoto M, Sato R,
Hirose J, Mizuta H, *Oyadomari S. PERK-mediated translational control isrequired for collagen secretion in chondrocytes. Sci Rep . 8:773 (2018)

3. Miyake M, Zhang J, Yasue A, Hisanaga S, Tsugawa K, Sakaue H, Oyadomari
M, Kiyonari H, *Oyadomari S. Integrated stress response regulates GDF15
secretion from adipocytes, preferentially suppresses appetite for a high-fat
diet and improves obesity. iScience . 24:103448 (2021)
4. Kitakaze K, Oyadomari M, Zhang J, Hamada Y, Takenouchi Y, Tsuboi K,
Inagaki M, Tachikawa M, Fujitani Y, Okamoto Y, *Oyadomari S. ATF4mediated transcriptional regulation protects against β -cell loss during
endoplasmic reticulum stress in a mouse model. Mol Metab . 54:101338(2021)
5. Hamada Y, Furumoto Y, Izutani A, Taniuchi S, Miyake M, Oyadomari M,
Teranishi K, Shimomura N, *Oyadomari S. Nanosecond pulsed electricfields induce the integrated stress response via reactive oxygen
species-mediated heme-regulated inhibitor (HRI) activation. PLoS One .
15:e0229948 (2020)

12

8. Miyake M, Kuroda M, Kiyonari H, Takehana K, Hisanaga S, Morimoto M,
Zhang J, Oyadomari M, Sakaue H, *Oyadomari S. Ligand-induced rapid
skeletal muscle atrophy in HSA-Fv2E-PERK transgenic mice. PLoS One .
12:e0179955 (2017)
9. Taniuchi S, Miyake M, Tsugawa K, Oyadomari M, *Oyadomari S. Integrated
stress response of vertebrates is regulated by four eIF2α kinases. Sci Rep .
6:32886 (2016)
10. Miyake M, Nomura A, Ogura A, Takehana K, Kitahara Y, Takahara K, Tsugawa
K, Miyamoto C, Miura N, Sato R, Kurahashi K, Harding HP, Oyadomari M,
Ron D, *Oyadomari S. Skeletal muscle-specific eukaryotic translation
initiation factor 2α phosphorylation controls amino acid metabolism
and fibroblast growth factor 21-mediated non-cell-autonomous energy
metabolism. FASEB J . 30:798-812 (2016)

公

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研

究

班

11
病害菌の感染防御に関与する非 AUGを
開始コドンを持つ短い遺伝子の探索
研究代表者

花田 耕介
九州工業大学
大学院情報工学研究院教授

http://labo.bio.kyutech.
ac.jp/~kohanada/

今まで、タンパク質をコードする遺伝子領域の多くは、生物進化の初期に作り出されていると考えられてきた。しかし、近年のゲノム解析の進展で、様々な生物種の系統において、遺伝子領域とされていなかった領域（非遺伝子領域）から新規に遺伝子（de-novo 遺伝子）が出現していることが明らかにされている。これらの遺伝子の多くは短い遺伝子であり、保存領域もないので、遺伝子として登録されていないものが多かった。そこで申請者は、シロイヌナズナ（植物のモデル
生物）の非遺伝子領域から、AUGを開始コドンに持つ短い遺伝子（100aa 以内）を網羅的に探索した。その結果、シロ
イヌナズナの系統で特異的に出現した短い遺伝子には、病害菌からの感染防御を上昇させる機能を持つものが多いことを発見した。しかしながら、非 AUGを開始コドンに持つ短い遺伝子が見落とされていると考えられている。そこで、本研
究では、Ribo-seq 解析を駆使し（図１）、新たに推定した免疫活性時に発現する非 AUGを開始コドンに持つ未知の短い遺伝子を見出している（図２）。この中から、病害菌からの感染防御を上昇させる候補を目指す。

Publication
1. Shirai K, Sato MP, Nishi R, Seki M, Suzuki Y, and *Hanada K. (2021)
Positive selective sweeps of epigenetic mutations regulating specialized
metabolites in plants. Genome Research 31, 1060-1068. (2020)
2. Ezoe A, Shirai K, *Hanada K. (2021) Degree of functional divergence induplicates is associated with distinct roles in plant evolution. Mol Bio Evo
38 (4), 1447-1459. (2021)
3. Nakaminami K., Okamoto M., Higuchi-Takeuchi M., Yoshizum T., Yamaguchi
Y., Fukao Y., Shimizu M., Ohashi C., Tanaka M., Matsui M., Shinozaki K., Seki
M. *Hanada K. AtPep3 is a hormone-like peptide that plays a role in thesalinity stress tolerance of plants. Proc Natl Acad Sci USA 15, 5810-5815.
(2018)
4. Ushijima T † , Hanada K † , Gotoh E, Yamori W, Kodama Y, Tanaka H, Kusano
M, Fukushima A, Tokizawa M, Yamamoto YY, Tada Y, Suzuki S, *Matsushita
T. Light controls protein localization through phytochrome-mediatedalternative promoter selection. Cell 171, 1316-1325. (2017)
5. Shirai K., Matsuda F., Nakabayashi R., Okamoto M., Tanaka M., Fujimoto
A., Shimizu M., Shinozaki K., Seki M., Saito K., *Hanada K. A Highly Specific
Genome-Wide Association Study Integrated with Transcriptome Data
Reveals the Contribution of Copy Number Variations to Specialized

Metabolites in Arabidopsis thaliana Accessions. Mol Bio Evo 34, 3111-3122.
6. Shikata H † , Hanada K † , Ushijima T, Nakashima M, Suzuki Y, *Matsushita T.
Phytochrome controls alternative splicing to mediate light responses in
Arabidopsis. Proc Natl Acad Sci USA 111 (52), 18781-18786. (2014)
7. *Hanada K, Higuchi-Takeuchi M, Okamoto M, Yoshizumi T, Shimizu M,
Nakaminami K, Nishi R, Ohashi C, Iida K, Tanaka M, Horii Y, Kawashima M,
Matsui K, Toyoda T, Shinozaki K, Seki M, Matsui M. Small open reading
frames associated with morphogenesis are hidden in plant genomes.
Proc Natl Acad Sci USA 110, 2395-2400. (2013)
8. *Hanada K, Akiyama K, Sakurai T, Toyoda T, Shinozaki K, Shiu SH. sORF
finder: a program package to identify small open reading frames(sORFs)
with high coding potential. Bioinformatics . 26, 399-400. (2010)
9. *Hanada K, Kuromori T, Myouga F, Toyoda T, Shinozaki K. Increased
expression and protein divergence in duplicate genes is associated withmorphological diversification. PLoS Genetics . 5 (12), e1000781. (2009)
10. Hanada K, Zhang, X, Borevitz, J. O., Li, W.-H., and *Shiu, S.-H. A large numberof novel coding small open reading frames in the intergenic regions of
the Arabidopsis thaliana Genome are transcribed and/or under purifying
selection. Genome Research . 17 (5), 632-640. (2007)

13

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研

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班

12
ポリアミンがCAGリピート由来の非標準翻訳に与える影響と翻訳開始点の解明
研究代表者

町田 幸大
兵庫県立大学
工学研究科
准教授

https://www.eng.u-hyogo.ac.jp/
group/group37/

申請者はこれまでに、CAGリピートを有するHtt exon-1遺伝子の mRNAを作成し、これをヒト因子由来再構成型

無細胞翻訳系で翻訳させると、細胞内で生じる標準翻訳（AUG 開始コドンから始まるin-frame）と翻訳開始点が不明の非標準翻訳（+1 frameと+2 frame）が再構成系でも再現できること、また非標準翻訳にも翻訳開始因子群に依存した翻訳開始段階が必要であることを明らかにしている。さらに、非標準翻訳の原因となる因子を探索する中で、RNAに相互作用することで核酸やタンパク質合成を促進すると言われるポリアミンが、CAGリピート由来の +1 frameと+2frame の翻訳を顕著に促進することを新たに発見した。そこで本研究では、ポリアミンのうち主要とされる3種（プトレスシ

ン、スペルミジン、スペルミン）が、CAGリピート由来の非標準翻訳に与える影響とその分子機構を解明すると共に、再構成型無細胞翻訳系の合成活性を向上させ非標準翻訳産物を確実に精製し質量分析に供することで各翻訳 frame の開始点を決定する。

Publication
1. *Machida K, Miyawaki S, Kanzawa K, Hakushi T, Nakai T, Imataka H.An in
Vitro Reconstitution System Defines the Defective Step in the Biogenesisof Mutated β -Actin Proteins. ACS Synth Biol . 2021 Nov 19;10(11):31583166.
2. Hirayama C, Machida K, Noi K, Murakawa T, Okumura M, Ogura T, Imataka
H, Inaba K. Distinct roles and actions of protein disulfide isomerase family
enzymes in catalysis of nascent-chain disulfide bond formation. iScience .
2021 Mar 9;24(4):102296.
3. Yokoyama T, Machida K, Iwasaki W, Shigeta T, Nishimoto M, Takahashi
M, Sakamoto A, Yonemochi M, Harada Y, Shigematsu H, Shirouzu M,
Tadakuma H, Imataka H, Ito T. HCV IRES Captures an Actively Translating
80S Ribosome. Mol Cell . 2019 Jun 20;74(6):1205-1214.e8.
4. Machida K, Shigeta T, Yamamoto Y, Ito T, Svitkin Y, Sonenberg N, Imataka H.
Dynamic interaction of poly(A)-binding protein with the ribosome.
Sci Rep . 2018 Nov 28;8(1):17435.
5. *Machida K, Kanzawa K, Shigeta T, Yamamoto Y, Tsumoto K, *Imataka
H. Huntingtin Polyglutamine-Dependent Protein Aggregation in
Reconstituted Cells. ACS Synth Biol . 2018 Feb 16;7(2):377-383.

14

6. *Machida K, Shigeta T, Kobayashi A, Masumoto A, Hidaka Y, *Imataka
H. Cell-free analysis of polyQ-dependent protein aggregation and its
inhibition by chaperone proteins. J Biotechnol . 2016 Dec 10;239:1-8.
7. Machida K, Imataka H. Production methods for viral particles. Biotechnol
Lett . 2015 Apr;37(4):753-60.
8. *Machida K, Mikami S, Masutani M, Mishima K, Kobayashi T, *Imataka
H. A translation system reconstituted with human factors proves thatprocessing of encephalomyocarditis virus proteins 2A and 2B occurs in theelongation phase of translation without eukaryotic release factors. J Biol
Chem . 2014 Nov 14;289(46):31960-71.
9. Kobayashi T, Machida K, Imataka H. Human cell extract-derived cell-freesystems for virus synthesis. Methods Mol Biol . 2014;1118:149-56.
10. Masutani M, Machida K, Kobayashi T, Yokoyama S, Imataka H.
Reconstitution of eukaryotic translation initiation factor 3 by co-expressionof the subunits in a human cell-derived in vitro protein synthesis system.
Protein Expr Purif . 2013 Jan;87(1):5-10.

公

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研

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班

13
ALS 関連 RNA 結合タンパク質のグアニン四重鎖依存的位相変化
研究代表者

石黒 亮
法政大学
マイクロ・ナノテクノロジー研究センター
研究員

https://www.hosei.ac.jp/nano/?auth=
9abbb458a78210eb174f4bdd385bcf54

筋萎縮性側索硬化症（ALS）は病因解明や治療法開発が強く望まれる進行性の神経変性疾患である。症例の多くは孤発性が占める一方、家族性の遺伝子変異も存在し、既に50種類以上の関連遺伝子が報告されている。孤発性患者からも同じ遺伝子の変異が分離されることから、遺伝性と環境要因両方の関与が疑われる。中でもTDP-43（TAR
DNA binding protein 43）や FUS（fused in sarcoma）など、低複雑性の天然変性領域を有するRNA 結合タンパ
ク質をコードする遺伝子が多く、液液相分離（LLPS）で形成されるRNA 顆粒を介してmRNA 輸送と局所翻訳に寄与している（Fujii et al. 2005; Ishiguro et al. 2016）。mRNA 認識は極めて選択的で、非標準型な核酸構造であるグア
ニン四重鎖が共通の結合シグナルとなっている。近年、我々の研究グループはそれらRNA結合タンパク質が相転移の際、可逆的にフォールディングが変化する現象を発見。異なる位相空間の存在と分子動体に注目するに至った。本研究は位相変化の基軸となる。
１）低複雑領域
２）グアニン四重鎖３）レドックス制御の３要素を解析し、グアニン四重鎖と結合タンパ
ク質本来の分子制御及び、構造・ 制御破綻に起因するALS 発症機序解明を目的としている。
ALS 変異は、軸索輸送に影響を持つ複数の遺伝子（KIF5A, DCTN1, TUBA4A, VCP, ALS2,
VAPB, SIGMAR1, MATR3, PFN1, SFPQ,ANXA11, TBK1, NEFH ）にも認められる為、RNA 顆粒の輸送機構解明はALS 発症原理の総合的な理解にも貢献するものと期待できる。

Publication
1. *Ishiguro A, Ishihama A. ALS-linked TDP-43 mutations interfere with therecruitment of RNA recognition motifs to G-quadruplex RNA. Sci Rep . inpress.

J. Identification and Characterization of Novel Conserved Domains in
Metazoan Zic Proteins. Mol Biol Evol . 2018;35(9):2205-2229. doi:10.1093/
molbev/msy122

2. *Ishiguro A, Ishihama A. Essential Roles and Risks of G-Quadruplex
Regulation: Recognition Targets of ALS-Linked TDP-43 and FUS.
Front Mol Biosci . 2022;9:957502. Published 2022 Jul 11. doi:10.3389/
fmolb.2022.957502

7. *Ishiguro A, Hatayama M, Otsuka MI, Aruga J. Link between the causative
genes of holoprosencephaly: Zic2 directly regulates Tgif1 expression. Sci
Rep . 2018;8(1):2140. Published 2018 Feb 1. doi:10.1038/s41598-018-20242-2

3. *Ishiguro A, Lu J, Ozawa D, Nagai Y, Ishihama A. ALS-linked FUS mutations
dysregulate G-quadruplex-dependent liquid-liquid phase separation andliquid-to-solid transition. J Biol Chem . 2021;297(5):101284. doi:10.1016/
j.jbc.2021.101284
4. *Ishiguro A, Katayama A, Ishihama A. Different recognition modes ofG-quadruplex RNA between two ALS/FTLD-linked proteins TDP-43 and
FUS. FEBS Lett. 2021;595(3):310-323. doi:10.1002/1873-3468.14013
5. *Ishiguro A, Kimura N, Noma T, Shimo-Kon R, Ishihama A, Kon T. Moleculardissection of ALS-linked TDP-43 – involvement of the Gly-rich domain ininteraction with G-quadruplex mRNA. FEBS Lett . 2020;594(14):2254-2265.
doi:10.1002/1873-3468.13800
6. Tohmonda T, Kamiya A, Ishiguro A, Iwaki T, Fujimi TJ, Hatayama M, *Aruga

8. *Ishiguro A, Kimura N, Watanabe Y, Watanabe S, Ishihama A. TDP-43 binds
and transports G-quadruplex-containing mRNAs into neurites for local
translation. Genes Cells . 2016;21(5):466-481. doi:10.1111/gtc.12352
9. Ishiguro A, Akiyama T, Adachi H, Inoue J, *Nakamura Y. Therapeuticpotential of anti-interleukin-17A aptamer: suppression of interleukin-17A
signaling and attenuation of autoimmunity in two mouse models. Arthritis
Rheum . 2011;63(2):455-466. doi:10.1002/art.30108
10. +Hatayama M, +Ishiguro A, Iwayama Y, Takashima N, Sakoori K, Toyota T,
Nozaki Y, Odaka YS, Yamada K, Yoshikawa T, *Aruga J. Zic2 hypomorphic
mutant mice as a schizophrenia model and ZIC2 mutations identified inschizophrenia patients. Sci Rep . 2011;1:16. doi:10.1038/srep00016*: Corresponding author, +: Equal contribution.

15

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班

14
光遺伝学を用いた低複雑性ドメイン蛋白質の生体内凝集機構の解明
研究代表者

浅川 和秀
国立遺伝学研究所
遺伝形質研究系特命准教授

https://kazuhide-asakawa.com/

本研究は、神経変性疾患である筋萎縮性側索硬化症（ALS）において、病的な凝集体を形成するTDP-43タンパク質に着目する。TDP-43は、従来は細胞核に局在するが、ALSにおいては細胞質に凝集体として蓄積する。この TDP-43

凝集のメカニズムは、ほとんど理解されていない。本研究は、TDP-43が、ホモオリゴマー化ドメイン、RNA/DNA 結合ド

メイン、低複雑性ドメインなどの複数の機能ドメインを含んだモジュラー構造を有するタンパク質であることに着目し、光照射によってTDP-43の相転移をコントロールする技術を駆使して、各機能ドメインがTDP-43の凝集において果たす役割を包括的に解明する。熱帯魚ゼブラフィッシュをモデルに用いて、ALS の標的となる細胞種「運動ニューロン」のコンテクス

トにおいてドメイン解析を実施することで、TDP-43の多量体化、相転移、細胞質への移行などの素過程をドメイン機能と対応づけ、TDP-43凝集への介入点を見出すことを試みる。これにより、ALS や、その他の低複雑性ドメインの相転移が関与する疾患の治療戦略の構築に貢献することを目指す。

Publication
1. *Asakawa K, Handa H, Kawakami K. Optogenetic phase transition of an
intrinsically disordered protein in vivo. Methods in Mol Biol , in press

toxicity in a zebrafish model of C9orf72 associated neurodegeneration.
Mol Neurodegener 12:6. (2017) doi: 10.1186/s13024-016-0146-8.

2. *Asakawa K, Handa H, Kawakami K. Multi-phaseted problems of TDP-43 inselective neuronal vulnerability in ALS. (review) Cell Mol Life Sci 78:44534465 (2021) doi: 10.1007/s00018-021-03792-z.

7. *Asakawa K, Gembu A and *Kawakami K. Cellular dissection of the spinal
cord motor column by BAC transgenesis and gene trapping in zebrafish.
Front Neural Circuits 7:100. (2013) doi: 10.3389/fncir.2013.00100.

3. *Asakawa K, Handa H, and *Kawakami K. Optogenetic modulation of TDP43 oligomerization accelerates ALS-related pathologies in the spinal motor
neurons. Nat Commun 11:1004 (2020) doi: 10.1038/s41467-020-14815-x.

8. Kwon HB, Fukuhara S, Asakawa K, Ando K, Kashiwada T, Kawakami K,
Hibi M, Kwon YG, Kim KW, Alitalo K, *Mochizuki N. The parallel growthof motoneuron axons with the dorsal aorta depends on Vegfc/Vegfr3
signaling in zebrafish. Development 140:4081-90. (2013) doi: 10.1242/
dev.091702.

4. Asatsuma-Okumura T, Ando H, De Simone M, Yamamoto J, Sato T, Shimizu
N, Asakawa K, Yamaguchi Y, Ito T, Guerrini L, *Handa H. p63 is a cereblon
substrate involved in thalidomide teratogenicity. Nat Chem Biol 15:10771084. (2019) doi: 10.1038/s41589-019-0366-7.
5. *Asakawa K and *Kawakami K. Protocadherin-mediated cell repulsion
controls the central topography and efferent projections of the abducens
nucleus. Cell Rep 24:1562-1572 (2018) doi: 10.1016/j.celrep.2018.07.024.
6. Ohki Y, Wenninger A, Hruscha A, Asakawa K, Kawakami K, Haass C, Edbauer
D, *Schmid B. Glycine-alanine dipeptide repeat protein contributes to

16

9. Asakawa K, Higashijima S, and *Kawakami K. An mnr2b/hlxb9lb enhancer
trap line that labels spinal and abducens motor neurons in zebrafish.
Dev Dyn 241:327-332. (2012) doi: 10.1002/dvdy.22781.
10. Asakawa K, Suster ML, Mizusawa K, Nagayoshi S, Kotani T, Urasaki A,
Kishimoto Y, Hibi M and *Kawakami K. Genetic dissection of neuralcircuits by Tol2 transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trappingin zebrafish. Proc Natl Acad Sci USA 105:1255-1260. (2008) doi: 10.1073/
pnas.0704963105.

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15
非典型局所翻訳を包括的に解明する
APEX-Ribo-Seq 法の確立
研究代表者

七野 悠一
国立研究開発法人理化学研究所
開拓研究本部
研究員

http://iwasakirna.com/

細胞内の翻訳状況を網羅的に解析するリボソームプロファイリング（Ribo-Seq）の登場により、従来のイメージを覆す

非典型的な翻訳動態が次々と明らかになっている。この手法は「翻訳中のリボソームが結合しているmRNA の領域は
RNase 処理から保護される」という性質を利用したもので、次世代シーケンサーによりリボソームの結合箇所を網羅的か

つ定量的、そしてコドンレベルの分解能で解析できる。これまでに各 mRNA の翻訳効率だけでなく、非 AUG 開始点、既知 ORF 以外の新規翻訳領域、リボソーム停滞を介した新制御など、予想外の発見がリボソームプロファイリングによって次々と生み出されている。

ミトコンドリアや神経細胞のシナプスなど細胞内の特定箇所で行われる局所翻訳も非典型的な翻訳の1つである。その分子機構を理解すべくリボソームプロファイリングの改変手法による網羅的解析が行われてきたが、これまでは煩雑で局所環境ごとに異なる手法がとられていた。本研究では近傍標識を用いて局所翻訳を網羅的に解析する簡便かつ汎用な新規手法 APEX-Ribo-Seqを確立する。近傍のタンパク質とRNAをビオチン化する酵素 APEX2を用いることにより様々な局
所環境中のリボソームとmRNAを標識・精製し、リボソームプロファイリングを行う。この手法を可能な限り多様な局所環
境に適用することにより細胞内の局所翻訳アトラスを作成し、大規模比較により新たな翻訳制御を開拓する。

Publication
1. † Chen M, † Kumakura N, Saito H, Muller R, Nishimoto M, Mito M, Gan
P, Ingolia NT, Shirasu K, Ito T, Shichino Y, *Iwasaki S. “A parasitic fungus
employs mutated eIF4A to survive on rocaglate-synthesizing Aglaia
plants” eLife , 12, e81302 (2023).
2. *Shichino Y, *Iwasaki S. “Compounds for selective translational inhibition”
Curr Opin Chem Biol , 69, 102158 (2022). Review.
3. *Wu Q, Shichino Y, Abe T, Suetsugu T, Omori A, Kiyonari H, Iwasaki S,*Matsuzaki F. “Selective translation of epigenetic modifiers affects the
temporal pattern and differentiation of neural stem cells” Nat Commun ,13, 470 (2022).

silencing complex MTREC/NURS recruits the nuclear exosome to YTH-RNAbinding protein Mmi1” PLOS Gen , 16(2), e1008598 (2020).
7. *Iwasaki S, † Iwasaki W, † Takahashi M, Sakamoto A, Watanabe C, Shichino
Y, Floor SN, Fujiwara K, Mito M, Dodo K, Sodeoka M, Imataka H, Honma
T, Fukuzawa K, *Ito T, *Ingolia NT. “The Translation Inhibitor Rocaglamide
Targets a Bimolecular Cavity between eIF4A and Polypurine RNA” Mol Cell ,73(4), 738-748 (2019).
8. † Akichika S, † Hirano S, Shichino Y, Suzuki T, Nishimasu H, Ishitani R, Sugita
A, Hirose Y, Iwasaki S, *Nureki O, *Suzuki T. “Cap-specific terminal N 6 methylation of RNA by an RNA polymerase II-associated methyltransferase”
Science , 363(6423), eaav0080 (2019).

4. † Kashiwagi K, † Shichino Y, † Osaki T, Sakamoto A, Nishimoto M, Takahashi
M, Mito M, Weber F, *Ikeuchi Y, *Iwasaki S, *Ito T. “eIF2B-capturing viralprotein NSs suppresses the integrated stress response” Nat Commun , 12,7102 (2021).

9. Shichino Y, Otsubo Y, Kimori Y, Yamamoto M, *Yamashita A. “YTH-RNAbinding protein prevents deleterious expression of meiotic proteins bytethering their mRNAs to nuclear foci.” eLife , 7, e32155 (2018).

5. Han P, Shichino Y, Schneider-Poetsch T, Mito M, Hashimoto S, Udagawa T,
Kohno K, Yoshida M, Mishima Y, Inada T, *Iwasaki S. “Genome-wide surveyof ribosome collision” Cell Rep , 31(5), 107610 (2020).

10. Shichino Y, *Yamashita A, Yamamoto M. “Meiotic long non-coding meiRNAaccumulates as a dot at its genetic locus facilitated by Mmi1 and plays as a
decoy to lure Mmi1.” Open Biol , 4(6), 140022 (2014).

6. † Shichino Y, † Otsubo Y, Yamamoto M, *Yamashita A. “Meiotic gene

( † : contributed equally, *: corresponding author)

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Meeting Report1
第23回蛋白質科学会年会

2023. 7/5-7

名古屋国際会議場

千葉 志信（京都産業大学 生命科学部 タンパク質動態研究所 教授）

2023年7月5日から7日の３日間にわたり、第23回蛋白質科学会年会が、名古屋国際会議場にて開催された。
その中で、本領域・学術変革領域研究（A）「マルチファセットプロテインズ」と、学術変革領域研究（B）「メガダ
ルトン生命深化ダイナミクス」（領域代表：塚崎智也）との共催ワークショップが行われた。当初は、マルチファセッ
トプロテインズから私が、また、メガダルトン生命深化ダイナミクスから、東工大の野澤佳世さんが、それぞれオー
ガナイザーを行うことになっていたが、都合により野澤さんの代わりに奈良先端大学院大の塚崎智也さんがオーガ
ナイザーを担当することになった。それぞれの領域から３名ずつ、計６名の演者が登壇した。
本ワークショップは、タンパク質同士や、タンパク質と核酸、脂質などの生体分子間相互作用と、それを伴う高次複合体の実像を明らかにすることを目指した研究を紹介することに主眼が置かれた。
まずは、塚崎さんが、オープニング・リマークとトップバッターのスピーカーを務めた。大腸菌におけるチオ硫酸イオンの取り込みに関わる新規トランスポーターを同定し、その構造を決定した仕事を紹介された。この新規イオント
ランスポーターは、硫酸イオンやチオ硫酸イオンを輸送することが知られている既知の ABCトランスポーターとは全く異なる構造をしており、その分子機構も新規のものであるらしい。
２番目には、京産大の遠藤斗志也先生が、ミトコンドリアの TOM 複合体によるタンパク質輸送のメカニズムと、ミトコンドリア外膜へのβ- バレルタンパク質の挿入やアセンブリの機構について発表された。前者については、
TOM 複合体の状態がダイナミックに変化すること、ミトコンドリアタンパク質を行き先の違いによってソーティングするしくみが存在することなどを紹介された。また、後者については、β- バレルのアセンブリを担うSam50と基質との複合体の構造データなどから、Sam50が、基質やパートナー因子と交互に相互作用しながらβ- バレルタンパク
質のアセンブリを促進するメカニズムについて、最新のモデルを紹介された。
３番目には、理研の江原晴彦さんが登壇された。江原さんは、クライオ電子顕微鏡を駆使し、RNAポリメラーゼ
がクロマチン構造を段階的にほどきながら進む様子を活写されていた。クライオ電子顕微鏡の強みを存分に生かした仕事であった。講演の最後には、研究者としての雑感を述べておられたが、細胞の中でのタンパク質の真の姿を知ることの難しさを語ったくだりでは、共感を覚えたものである。
４番目には、海洋研究開発機構（ JAMSTEC）の車兪徹さんが登壇された。車さんは、人工細胞システムの構
築とその応用に関する研究を紹介された。細胞増殖を模倣する上で脂質合成の再構成は不可欠であるとし、invitroで脂質合成経路の再構成を試みておられた。細胞内での複雑な化学反応を人工的に再現することの困難さが垣間見えたように思われた。
５番目の演者は茶谷悠平さんで、最近、東工大・田口研から独立し、岡山大学にラボを構えるに至った。この講演では、田口研時代に自らが見出した新生鎖依存的・終止コドン非依存的な翻訳終結反応について発表された。新生鎖の特定の配列がリボソームの大小サブユニット間相互作用を不安定化する現象（Intrinsic ribosome
destabilization: IRD）が、原核生物から真核生物まで広く共通するものであることや、プロテオームがそのようなリボソームの不完全性を回避する形で形成されている可能性などを、ウェット・ドライの両面からの多面的な解析結果を示し、それらに基づいて議論を展開されていた。

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最後に私が登壇し、タンパク質局在化装置の発現制御にかかわるアレストペプチドのバクテリアにおける普遍性について、
ポスドクの藤原圭吾氏らが中心となって行った最近の解析結果を紹介した。予想外に多くの真正細菌が、タンパク質局在化装置に関連する遺伝子の上流にアレストペプチドをコードしていることを紹介し、アレストペプチドを用いた細胞機能調節がバクテリア界で広く利用されていることを提唱した。
プロテオミクスやクライオ電子顕微鏡、AlphaFold2など、タンパク質の解析技術が飛躍的な進歩を見せる一方、実際の細胞内でのタンパク質の働く姿を理解することは依然として一筋縄ではいかない。創意工夫と地道な解析を重ねてその実像に迫ることの重要性を改めて感じる機会にもなったように思われた。

著者紹介など千葉

志信 （ちば しのぶ）

京都産業大学生命科学部・タンパク質動態研究所・教授
略歴：2002年京大ウイルス研博士課程修了、同年同研究所博士研究員、2004年 UCSD 博士研究員、2008年京大ウイルス研博士研究員、2009年同研究所助教、2010年京産大総合生命科学部助教、2014年同准教授を経て、2019年より現在に至る。

Meeting Report2

2023年度 マルチファセットプロテインズ・若手ワークショップ
平田 実奈（名古屋大学 理学研究科 修士2年）

今年のマルチファセットプロテインズ若手
ワークショップは北海道の定山渓万世閣ホテ
ルミリオーネにて本領域会議が行われる前日の午後から本会議が始まる午後までの約1日開催された。今回はポスター発表に加え、口頭発表の機会も設けられた。去年に引き続き
参加者は学部生も含めた比較的若い参加者であった。
まずはそれぞれがどんな研究をしているか

口頭発表の様子を知るために口頭発表が行われた。予想以上に多くの方が発表を申し込んでくれたそうだ。そのため発表者24名のうち12名ずつ前日と後日に分かれた。発表
時間は12分、質疑応答3分の計15分で行われた。私自身、口頭発表はこの若手プロテインズが初めてであった。
発表は緊張したが想像しているよりは緊張しなかった。しかし、先輩方や他の参加者に比べると発表はまだまだ改善が必要であると感じ今後の発表機会までに改善したいと思った。また、どの発表でも質疑応答が活発に行われ発表者にとっても質問者にとっても有意義な時間だったのではないか。

19

ポスター発表では若手プロテインズに参加している53名のうち49名が前後に分かれて発表を行った。若手同士かつ同じ領域の研究を行っていることもありとても話しやすくポス
ター会場は終始盛り上がっていた。口頭発表の質疑応答で時間が足りず聞けなかったことを聞きにいったり、共同研究を行っている研究のポスター発表を聞きより深く理解したり、もう一度聞いて理解をしたいなどそれぞれ充実した時間を過ごせたのではないかと思われる。この若手プロテインズで出会いいつもとは違う視点で議論することで新たな発見や今後の研究に活かせるアドバイスがもらえたことだと思う。
口頭発表やポスター発表の間にあった休憩の時や朝食、昼食、夕食の際には別の研究室の人と雑談をすることで息抜きになったと思われる。
最後になりますが、若手ワークショップ世話人の方々、当日の会場セッティングをしてくださった北海道大学内藤班の皆さん、東京工業大学田口班の皆さん、携わってくださった
方々本当にありがとうございました。

ポスター発表の様子

著者紹介など平田 実奈 （ひらた みな）
略歴：2022年3月京都橘大学健康科学部臨床検査学科卒業、2022年4月九州大学大学院医学系学府医科学専攻修士課程入学、2023年8月名古屋大学理学研究科特別研究学生
所属：名古屋大学理学研究科分子発現制御学
抱負・座右の銘：初心の忘るべからず

Meeting Report3
第4回領域班会議
白石 千瑳

（名古屋大学 生命理学講座 大学院生）

2023年10月24日から26日の3日間、北海道の定山渓温泉、定山渓万世閣ホテルミリオーネにてマルチファセッ
トプロテインズ第4回領域会議が開催された。ここ数年はコロナ禍にあったため第4回目にしてはじめて、旅館に宿泊して対面での領域会議が行われた。今年は暑い日が続いたおかげで紅葉の時期が後ろにずれこみ、ちょうど本会開催日に見頃となったため、素晴らしい景色と温泉に囲まれての領域会議であった。個人的には、このような一面の紅葉を見るのは初めてで大変感動した。
20

一日目には⾼橋 重成 先⽣（京都⼤学
⼤学院⼯学研究科）、中川 真⼀ 先⽣（北海道⼤学 ⼤学院薬学研究院）、永⽥ 和宏
先⽣（JT ⽣命誌研究館・館⻑）の講演が行われた。普段よく聞く研究発表とは違い、研究者になるまでのストーリーや研究における発見の裏話などをお伺いすることができ、とても貴重な経験となった。また一日目の夜には、ポスター発表者54名によるショート
トークが行われ、簡単ではあるが、ほとんどの参加者がそれぞれどのような研究をしているのか知ることができた。私も発表をおこなったが1分以内に自分の研究内容をまとめて話すのには苦労し、どこをどう伝えれば簡潔で分かりやすいかなど、今後の研究発表にも役立つ良い経験となった。
二日目にはポスター発表が行われ、会場全体で活発な議論が行われた。今回は大学院生を対象として優秀ポス
ター発表賞が選定されたが、当研究室修士２年生の平田美奈さんと博士4年生の白石大智さんが優秀ポスター賞を受賞でき、個人的にとても嬉しく感じた。また、懇親会は旅館の大広間にて豪華な会席料理が振る舞われた。その後の自由討論会は夜の12時まで行われ、これまで以上に参加者と親睦を深めることができ、オンライン会議では得られない経験をすることができた。
領域会議は1日目から3日目まで4セッションに分けて行われ、計画班員と公募班員、計28人が最新の研究成果を報告した。in vitro の分子レベルの解析からin vivo の表現型解析、さらに技術開発に至るまで、新たなタンパク質の機能をさまざまな角度から解明する研究発表に、質問も多く飛び交い、熱い議論が行われた。筆者は、マウスを主として実験を行うことが多いため、酵母や植物など幅広い生物を用いた研究内容は新鮮で大変興味深かった。
このように研究分野が近い領域の方々とディスカッションし、新たなコミュニティを築くことができ、私自身今後につながる大変有意義な時間となった。このような場を開催していただいた方々に深く御礼申し上げたい。

著者紹介など白石

千瑳 （しらいし ちさ）

略歴：2018年九州大学大学医学部生命科学科卒業、2020年九州大学大学院医学系
学府医科学専攻修士課程修了、現在に至る。
所属：名古屋大学大学院理学研究科 理学専攻 生命理学講座 分子発現制御学グループ
抱負・座右の名：「好きこそ物の上手なれ」で、興味のあることを楽しく研究し、新たな発見につながるよう努力していきたい。

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領域会議：学生優秀ポスター発表賞受賞者のコメント

学生最優秀ポスター賞「C9orf72 GGGGCC リピートで生じる Repeat Associated Non-AUG（RAN）翻訳の
ヒト翻訳因子による再構成型翻訳系を用いた分子機構解析」
伊藤 隼人（東京工業大学 田口研 博士2年）

この度は最優秀ポスター発表賞に選んでいただき、誠にありがとうございます。大変光栄であるとともに、身が引き締まる思いです。審査をしてくださった先生方を含め、共同研究者の先生方、田口研究室のメンバーなど関係各位の方々に心から御礼を申し上げます。
さてニュースレターに文章を寄稿できる機会をいただいたので、今回報告したポスターの研究の裏話でも書こうと思います。現在、私は公募班の町田先生（兵庫県立大）らが確立したヒト因子由来再構成型無細胞翻訳系（Human PURE）を用いて、RAN 翻訳の分子機構解析を行なっています。このテーマになった経緯は、
COVID-19で共同研究先に渡航できず、学部から研究テーマを大きく変更する必要があったためです。テーマを変更する際に、雑談ベースで田口先生に「Human の PUREってないですかね？」と聞いた覚えがあります。そこから話が固まっていって、トントン拍子で今の RAN 翻訳の分子機構解析のテーマに変更しました。しかし、そこからが大変でした。RAN 翻訳を発生するリピート配列がうまくクローニングできなかったり、PUREシステムの翻訳量が少なくRAN 翻訳産物がほとんど検出できなかったり、ネガティブな話のオンパレードでした。M2の秋前まで、学部を含めると2年以上まともにポジティブデータを取得できず、研究が嫌になって就職活動に取り組み始めました。それでも、私の根っこは研究が好きだったので、細々と工夫を凝らして続けていました。そんなある日、実験系を切り替えてみると、唐突にポジティブデータが出てきました。実は、RAN 翻訳がPUREシステムで再現よく起こっていたのです。どんどん出てくるポジティブデータから、私は、こんなに面白いのに研究をやめる理由がないと判断して、博士課程の進学を決断しました。修士課程を修了後、就職先に半年で退職願を出し、田口研に舞い戻って研究を再開し、現在に至ります。今では後輩たちと共に、賑やかにRAN 翻訳の研究を進められていて非常に刺激的で楽しい毎日です。振り返ってみると、諦めなければチャンスの女神の前髪を拾えるものだなあ、と思います。
最後に、自由奔放に振る舞う私をシャペロンのように見守ってくれた田口先生に御礼を伝えて文章を締めたいと思います。ありがとうございました。

22

学生優秀ポスター賞「RPL41はダイソーム形成を制御する」
平田 実奈（名古屋大学 松本研 修士2年）

学術変革領域「マルチファセット・プロ
テインズ」第5回領域会議のポスター発表
で私は、「RPL41は Disome 形成を制御する」に関して発表させていただきました。
このテーマは大学院に入学した時に頂いたテーマで、最初の頃はあまり魅力を感じませんでした。しかし、研究を進めているう
ちに結果が出て新たな発見ができ面白いかもしれないと思いました。今ではこのテーマを楽しく研究できていて頂けて良かったと思っています。
今年の領域会議は北海道で開催されるかつ学生にはポスター賞があると分かりせっかく北海道に行けるのなら何かを得て帰りたいと思っていました。ポス
ター作製し始めた頃は「作製はいつ終わるかな？」と思っていました。作製中は何度もアドバイスを受け修正を重ねました。途中からポスター作製が嫌になってきましたが、諦めずにポスター作製に励めたことはポスター賞を狙うには必要不可欠なことだったと今は思います。この度は学生優秀ポスター賞をいただけて大変嬉しいです。私のポスターを聞きに来てくださった方、投票してくださった方、今後の研究の助言をくださった方ありがとうございました。
最後になりますが松本有樹修先生をはじめ同じ研究室の皆さんサポートのおかげです。本当にありがとうございました。今後もよろしくお願い致します。

「Non-AUG 開始コドンによるタンパク質の局在変化や新規機能の獲得」
白石 大智（名古屋大学 松本研 博士4年）

この度は優秀ポスター賞に選定していただき誠にありがとうございます。
マルチファセットプロテインズの領域会議には今年初めて参加しましたが、普段自分がおこなっている研究内容と近いこともあり、先生方の発表はもちろんのこと大学院生・学部生の皆さんの発表内容もとても興味を惹かれ大変刺激を受けました。
私は哺乳類細胞における非典型翻訳の一例として、AUGコドン以外を開始コドンとするタンパク質についての研究結果を発表しましたが、植物や細菌等で同じような研究をしている方に特に強く興味を持っていただき、熱くディ
スカッションができたことが印象に残っています。このように多種多様な生物を研究対象としている方々と議論でき23

る機会は貴重で、自身の研究にとって有益な知見を多く得ることができました。
また、新参者も歓迎してくださるような本
領域会議の温かい雰囲気に背中を押され、私自身新しいコミュニティを広げることができたことも大変有意義であったと感じています。特に田口先生を最高顧問とするマルチ
ファセットサウナ部を結成できたのはとても思い出深いです。早朝にサウナで頭と体を整え、一日中刺激的な研究を拝聴した後、夜はお酒を飲みながら楽しく交流し、個人
的にはこれまで参加した中で最も楽しむことができた領域会議でした（ポスター賞を取れたのもサウ活によって本来以上の力が出せた結果ではないかと考えています）。来年は海外の研究者もたくさん参加されるとのことで、さらに刺激的な研究を聞けること、また新たなコミュニティを広げることができるのではな
いかと今から楽しみにしています。
最後に、このように自分が有意義で楽しい時間を過ごすことができたのも若手の会および本会の運営にご尽力くださった皆様方のお陰と切に感じております。心より感謝申し上げます。

“Absolute calibration of ribosome profiling assesses the dynamics ofribosomal flux on transcripts”
戸室 幸太郎（理化学研究所 七野研 修士2年）

私 の ポスターはリボソー ムプロファ
イリン グ 法 を 絶 対 定 量 す る「RiboCalibration」という新手法に関するものでした。コンセプトとしては非常に単純で

in vitro でレポータ遺伝子を翻訳して合成した“リボソーム/mRNA 複合体 ” を添加してからリボソームプロファイリングを行うというものです。Ribo-Calibrationでは添加する複合体中のリボソーム:mRNA 比が既知であるため、RNA-seq から得られたmRNA の量を加味することで、一つのmRNAにいくつのリボソームがのっているのか、
その「絶対数」を知ることができます。
リボソームの絶対数がわかればこれまで見えていなかった（マルチファセットな）さまざまな翻訳ダイナミクスを明らかにすることができます。
実際にHEK293細胞では、平均でおよそ5個のリボソームがmRNA 上に定常的に結合していて、リボソームと24

リボソームの間隔はおおよそ270塩基長程度であることが分かってきました。さらに翻訳開始速度が平均〜22秒 /回であることや、一つの mRNA 分子が生涯何回翻訳を受ける回数が平均〜1800回である、などの情報を得ることができます。
私がプロジェクトを始める前は、はたして遠心して分画してきたレポーターからリードが取れるのかなど疑心暗鬼な部分もありましたが、解析を経て、実際に予想していたリボソームの数とピッタリ一致した時はとても嬉しかったです。
博士課程でもこれまでに知られていないような翻訳のしくみを明らかにしていきたいです。

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Schedule／Information
Information : 活動記録
● 日本プロテオーム学会（JPrOS2021）シンポジウム

2021年7月19日（月）～21日（水） オンライン
座長：松本 雅記（新潟大学）、田口 英樹（東京工業大学）

● 第1回

領域会議
2021年10月29日（金） オンライン
世話人：松本 有樹修（九州大学）● 第94回

日本生化学会大会シンポジウム
2021年11月3日（水・祝）〜5日（金） オンライン
オーガナイザー：田口 英樹（東京工業大学）、永井 義隆（近畿大学）●  第15回

日本臨床ストレス応答学会大会
2021年11月19日（金）~20日（土） 大阪大学
オーガナイザー：田口 英樹（東京工業大学）、永井 義隆（近畿大学）

● 第2回

領域会議
2022年3月14日（月） オンライン
世話人：渡邉 力也（理研）● 蛋白質科学会ワークショップ（細胞内タンパク質世界の新視点ｰ翻訳から液 - 液相分離まで）
2022年6月9日（木） つくば
オーガナイザー：田口 英樹（東京工業大学）● 若手ワークショップ

2022年12月6日（火） 理研和光
世話人：三輪 つくみ（東京工業大学）

● 第3回

領域会議
2022年12月7日（水）〜8日（木） 理研和光
世話人：渡邉 力也（理研）● 2023年度 第1回領域会議

2023年6月16日（金） 東京工業大学 すずかけ台
世話人：田口 英樹● 蛋白質科学会年会 WS「多面的メガ生命動態の世界」

2022年7月5日（火）~7日（木） 名古屋
オーガナイザー: 千葉 志信 ( 京都産業大学 )、塚崎 智也( 奈良先端大 )● 2023年度若手ワークショップ／融合ワークショップ

2023年10月23日（月）〜24日（火）（若手 WS）
2023年10月24日（火）（融合 WS） 札幌・定山渓● 2023年度 第2回領域会議

2023年10月24日（火）〜26日（木） 札幌・定山渓
世話人：内藤 哲（北大）● 生物物理学会シンポジウム「マルチファセット・プロテインズへの生物物理アプローチ」
2022年9月28日（水）〜30日（金） 函館
オーガナイザー：渡邉 力也（理研）、太田 元規（名古屋大学）

Schedule : 今後の予定● 2024年度 マルチファセットプロテインズ国際会議

2024年9月2日（月）〜5日（木） 福岡
世話人：松本 有樹修

Lunch on Seminar : マルチファセットプロテインズ・ランチオンセミナー● 第1回 「未開拓プロテオーム研究を支える基盤技術：

質量分析」
2021年11月29日（月） オンライン
松本 雅紀（新潟大学）● 第2回 「AlfaFold と天然変性領域予測」

2022年1月31日（月） オンライン
太田 元規（名古屋大学）

2022年12月20日（火） オンライン
千葉 志信（京都産業大学）● 第7回 「ATPase を介したミトコンドリア -ER 間の膜タンパク質の再配送」
  2023年3月13日（月） オンライン
遠藤 斗志也・小野 鈴花 ( 京都産業大学）● 第3回 「リボソームプロファイリング（Ribo-seq）の● 第8回 「翻訳アレストが強い／弱いというのはどうい● 第4回 「マイクロチップを用いた1分子計測とその応用」● 第9回

発展と応用」
2022年3月28日（月） オンライン
松本 有樹修（九州大学）、七野 悠一（理研）

2022年6月27日（月） オンライン
渡邉 力也（理研）● 第5回 「神経変性疾患におけるリピート関連 AUG 非依存性翻訳（RAN 翻訳）」2022年10月24日（月） オンライン
永井 義隆（近畿大学）

26● 第6回 「翻訳アレストを応用したタンパク質動態解析」

うことか？ in vitro 系でのパルス翻訳実験」
2023年7月31日（月） オンライン
内藤 哲（北海道大学）

タンパク質配列に秘匿された「遺伝暗号」の解
読と制御に向けて2024年1月19日（金） オンライン
茶谷 悠平（岡山大学）

Column
米国土産で作成した「生命のセントラルドグマ」
昨年3月のアメリカ出張の際にNIHに立ち寄る機会があった。
本館にはショップや展示コーナーがある。私はタンパク質に見えるおもちゃやパズルを趣味で集めているが、海外で面白いグッズが手に入ることが多い。NIH のショップではタンパク質ではなく「mRNA」のぬいぐるみ（？）が売っていたので思わず購入した。新型コロナウイルスのワクチンで mRNA が一般にも広く浸透したので売り出したのだと思われる。DNA（オレンジ色）は二重らせんだが、mRNA（青）は一本鎖である。
既に DNA「ぬいぐるみ」は購入済みだし、タンパク質のおもちゃも多数ある。
そこで、生命のセントラルドグマを作ってみた。
「タンパク質」と見なしたカラフルな数珠みたいなモノは、確かMOMAショッ
プで売っていたネックレスを切ったモノだ１。
「セントラルドグマ」というような内容を私設ブログ２に載せて悦に入っていたのだが３、さらに拡張してみた。まずは、私の専門のタンパク質のフォールディングや「プリオン」を参加させてみた。フォールディングした「タンパク質」もいくらでもある。さらに以前購入した狂牛病、つまり異常構造のプリオンタンパク質の「ぬいぐるみ」４も登場させてみた。
リボソームやシャペロン（ここではシャペロニン GroEL-GroES 複合体）は3D プリンターで作った模型がある。最後に、「生命のセントラルドグマ」ということで、私が持っているコレクションで登場させたいモノ（人？）があった。セントラルドグマの提唱者、フランシス・クリックのバブルヘッドである５。以上、私の誇るコレクション？で作った拡張版セントラルドグマの大作である。
実 は、NIH で は ド グ マ は ド グ マ で も 私 の ラ
イ フ ワ ー ク に 関 係 す る ド グ マ に ま つ わ る「出会い」もあった。タンパク質フォールディングの基本ドグマ、すなわち Anfinsen のドグマのChristian Anfinsen の 展 示 コ ー ナ ー が NIH にあったのだ。Anfinsen のドグマ、すなわち、アミノ酸配列がタンパク質の立体構造を決定する、というタンパク質科学の基本原理は NIH のAnfinsen ラボにて1950年代頃より行われた。予期せず「Anfinsen」さんに遭遇して思わず嬉し
くなり、「ツーショット」を撮ったのが巻頭言に置いた写真である。
（田口英樹）

拡張させた「セントラルドグマ」

1. ということを講義とかオープンラボみたいなところで披露すると失笑が漏れたり、子供の中には記憶に残ることがあるようだ。ただ、環状のタンパク質がない、というのは実はけっこう深いことなのだ。それこそ、セントラルドグマの仕組みを考えると納得がいく部分もある。

2. 「田口英樹のサプリメント」https://taguchi-hideki.blogspot.com
3. 塩基にあたる突起が ATGC のどれに相当するかを考えるのも楽しい（詳細はブログ参照）。
4. 狂牛病の牛ということで白黒斑紋、プリオンのアミロイドは棒状（rod-like）ということでこのような形になったと推察される。
5. クリックのバブルヘッド人形なんてマニアックなのをよく買ったね、と思われるかもしれない。実は、コロナ前に行った CSH 研究所ショップで無料で配っていたのだ。大量に作ったが売れずに在庫処分となったのかもしれない・・・。

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Recent Publications
田口 英樹（東京工業大学 科学技術創成研究院 細胞制御工学研究センター 教授）*Chadani Y, Kanamori T, Niwa T, Ichihara K, Nakayama K. I, Matsumoto A, and *Taguchi,
H. Mechanistic dissection of premature translation termination induced by acidic
residues-enriched nascent peptide. Cell Rep (2023) in press

Cheng Y, Miwa T, *Taguchi, H. Self-regulatory function of bacterial small heat shockprotein IbpA through mRNA binding is conferred by a conserved arginine. J Biol Chem
Sep;299(9):105108. 2023.10 (2023) doi: 10.1016/j.jbc
Miwa T, *Taguchi, H. Escherichia coli small heat shock protein IbpA plays a role inregulating the heat shock response by controlling the translation of σ32. Proc Natl
Acad Sci USA Aug 8;120(32):e2304841120 (2023) doi: 10.1073/pnas.2304841120
Matsumoto R, Niwa T, Shimane Y, Kuruma Y, Taguchi, H, Kanamori T. Regulated
N-terminal modification of proteins synthesized using a reconstituted cell-freeprotein synthesis system. ACS Synth Biol Jul 21;12(7):1935-1942. (2023) doi: 10.1021/
acssynbio.3c0019
Fujino Y, Ueyama M, Ishiguro T, Ozawa D, Ito H, Sugiki T, Murata A, Ishiguro A, Gendron
TF, Mori K, Tokuda E, Taminato T, Konno T, Koyama A, Kawabe Y, Takeuchi T, Furukawa Y,
Fujiwara T, Ikeda M, Mizuno T, Mochizuki H, Mizusawa H, Wada K, Ishikawa K, Onodera
O, Nakatani K, Petrucelli L, Taguchi, H, Nagai Y. FUS regulates RAN translation throughmodulating the G-quadruplex structure of GGGGCC repeat RNA in C9orf72 -linked ALS/
FTD. eLife (2023) doi: 10.7554/eLife.84338.1

千葉 志信（京都産業大学 生命科学部 教授）

Morici M, Gabrielli S., Fujiwara K. , Paternoga H., Beckert B, Bock LV., Chiba S*. andWilson DN* RAPP-containing arrest peptides induce translational stalling by shortcircuiting the ribosomal peptidyltransferase activity. Nat Commun . (2023) in press .
Shiota N, Shimokawa-Chiba N, Fujiwara K, and Chiba S. Identification of Bacillus subtilis
YidC Substrates Using a MifM-instructed Translation Arrest-based Reporter. J Mol Biol .
435, 168172 (2023).

永井 義隆（近畿大学 医学部 脳神経内科 教授）

Kakuda K, Ikenaka K, Kuma A, Doi J, Aguirre C, Wang N, Ajiki T, Choong C.J, Kimura Y,
Badawy S.M.M, Shima T, Nakamura S, Baba K, Nagano S, Nagai Y, Yoshimori T, Mochizuki
H. Lysophagy protects against propagation of α-synuclein aggregation throughruptured lysosomal vesicles. Proc. Natl. Acad. Sci. USA in press*Mori K, Gotoh S, Ikeda M, Aspects of degradation and translation of the expanded
C9orf72 hexanucleotide repeat RNA. J. Neurochem. 166(2):156-171, 2023
Fujino Y, Mori K, *Nagai Y, Repeat-associated non-AUG translation in neuromusculardiseases: Mechanisms and therapeutic insights. J. Biochem . 31;173(4):273-281, 2023

松本 有樹修（九州大学 生体防御医学研究所 准教授）

Chadani Y*, Kanamori T, Niwa T, Ichihara K, Nakayama KI, Matsumoto A, Taguchi
H.* Mechanistic dissection of premature translation termination induced by acidic
residues-enriched nascent peptide. Cell Rep . in press .
Shiraishi C † , Matsumoto A † *, Ichihara K, Yamamoto T, Yokoyama T, Mizoo T, Hatano
A, Matsumoto M, Tanaka Y, Matsuura-Suzuki E, Iwasaki S, Matsushima S, Tsutsui H,
Nakayama KI* RPL3L-containing ribosomes determine translation elongation dynamics
required for cardiac function. Nat. Commun . 14(1): 2131, (2023).
Kito Y † , Matsumoto A † *, Ichihara K † , Shiraishi C, Tang R, Hatano A, Matsumoto M,
Han P, Iwasaki S, Nakayama KI* The ASC-1 complex promotes translation initiation byscanning ribosomes. EMBO J . e112869, (2023).

遠藤 斗志也（京都産業大学 生命科学部 教授）

Akabane S, Watanabe K, Kosako H, Yamashita SI, Nishino K, Kato M, Sekine S, Kanki T,
Matsuda N, Endo T, Oka T. TIM23 facilitates PINK1 activation by safeguarding against
OMA1-mediated degradation in damaged mitochondria. Cell Rep . 42, 11254 (2023)
doi: 10.1016/j.celrep.2023.112454

松本 雅記（新潟大学大学院 医歯学総合研究科 教授）

Funasaki S, Hatano A, Nakatsumi H, Koga D, Sugahara O, Yumimoto K, Baba M,*Matsumoto M, *Nakayama KI. A stepwise and digital pattern of RSK phosphorylation
determines the outcome of thymic selection. iScience 26(9):107552, 2023.
Kito Y, *Matsumoto A, Ichihara K, Shiraishi C, Tang R, Hatano A, Matsumoto M, Han
P, Iwasaki S, *Nakayama KI. The ASC-1 complex promotes translation initiation byscanning ribosomes. EMBO J . 42(12):e112869, 2023.

Hirano M, Kuwahara M, Yamagishi Y, Samukawa M, Fujii K, Yamashita S, Ando M, Oka N,
Nagano M, Matsui T, Takeuchi T, Saigoh K, Kusunoki S, Takashima H, Nagai Y. CANVASrelated RFC1 mutations in patients with immune-mediated neuropathy. Sci. Rep . 13(1),17801 (2023) doi: 10.1038/s41598-023-45011-8.

Shiraishi C, *Matsumoto A, Ichihara K, Yamamoto T, Yokoyama T, Mizoo T, Hatano
A, Matsumoto M, Tanaka Y, Matsuura-Suzuki E, Iwasaki S, Matsushima S, Tsutsui
H, *Nakayama KI. RPL3L-containing ribosomes determine translation elongation
dynamics required for cardiac function. Nature Commun . 14(1):2131, 2023.

Fujino Y, Ueyama M, Ishiguro T, Ozawa D, Sugiki T, Ito H, Murata A, Ishiguro A, Gendron
T.F, Mori K, Tokuda E, Taminato T, Konno T, Koyama A, Kawabe Y, Takeuchi T, Furukawa Y,
Fujiwara T, Ikeda M, Mizuno T, Mochizuki H, Mizusawa H, Wada K, Ishikawa K, Onodera
O, Nakatani K, Taguchi H, Petrucelli L, *Nagai Y. FUS regulates RAN translation throughmodulating the G-quadruplex structure of GGGGCC repeat RNA in C9orf72-linked ALS/
FTD. eLife 12, RP84338 (2023) doi: 10.7554/eLife.84338

Aoyama S, *Nishida Y, Uzawa H, Himuro M, Kanai A, Ueki K, Ito M, Iida H, Tanida I,
Miyatsuka T, Fujitani Y, Matsumoto M, Watada H. Monitoring autophagic flux in vivo
revealed its physiological response and significance of heterogeneity in pancreatic
beta cells. Cell Chem. Biol . 30(6):658-71.e4, 2023.

Choong C.J, Aguirre C, Kakuda K, Kimura Y, Beck G, Nabekura K, Hideshima M, Doi J,
Yamaguchi K, Nakajima K, Wadayama T, Hayakawa H, Baba K, Ogawa K, Takeuchi T,
Murayama S, Nagano S, Goto Y, Miyanoiri Y, Nakanishi H, Nagai Y, Mochizuki H, Ikenaka
K. Phosphatidylinositol-3,4,5-trisphosphate interacts with alpha-synuclein and initiates
its aggregation and formation of Parkinsonʼs disease-related fibril polymorphism. Acta
Neuropathol . 145(5), 573-595 (2023) doi: 10.1007/s00401-023-02555-3*Takeuchi T, Maeta K, Xin D, Oe Y, Takeda A, Inoue M, Nagano S, Fujihara T, Matsuda S,
Ishigaki S, Sahashi K, Minakawa E.N, Mochizuki H, Neya M, Sobue G, *Nagai Y. Sustained
therapeutic benefits by transient reduction of TDP-43 using ENA-modified antisense
oligonucleotides in ALS/FTD mice. Mol. Ther. Nucleic Acids 31, 353-366 (2023) doi:
10.1016/j.omtn.2023.01.006
Taminato T, *Takeuchi T, Ueyama M, Mori K, Ikeda M, Mochizuki H, *Nagai Y. Therapeutic
reduction of GGGGCC repeat RNA levels by hnRNPA3 suppresses neurodegeneration
in Drosophila models of C9orf72-linked ALS/FTD. Hum. Mol. Genet. 32(10), 1673–1682(2023) doi: 10.1093/hmg/ddac298

森 康治（大阪大学大学院 医学系研究科 精神医学 助教）*Mori K, Shigenobu K, Beck G, Uozumi R, Satake Y, Suzuki M, Kondo S, Gotoh S,
Yonenobu Y, Kawai M, Suzuki Y, Saito Y, Morii E, Hasegawa M, Mochizuki H, Murayama
S, *Ikeda M. A heterozygous splicing variant IVS9-7A>T in intron 9 of the MAPT gene ina patient with right-temporal variant frontotemporal dementia with atypical 4 repeat
tauopathy. Acta Neuropathol. Commun . 11 (1), 130, 2023
Fujino Y, Ueyama M, Ishiguro T, Ozawa D, Ito H, Sugiki T, Murata A, Ishiguro A, Gendron
T, Mori K, Tokuda E, Taminato T, Konno T, Koyama A, Kawabe Y, Takeuchi T, Furukawa Y,
Fujiwara T, Ikeda M, Mizuno T, Mochizuki H, Mizusawa H, Wada K, Ishikawa K, Onodera

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O, Nakatani K, Petrucelli L, Taguchi H, *Nagai Y. FUS regulates RAN translation throughmodulating the G-quadruplex structure of GGGGCC repeat RNA in C9orf72-linked ALS/
FTD. eLife , Jul 18, 2023

太田 元規（名古屋大学 情報学研究科 教授）
福地 佐斗志（前橋工科大学 工学部 生命情報学科 教授）*Koike R, *Ota M, Elastic network model reveals distinct flexibilities of capping proteinsbound to CARMIL and twinfilin-tail. Proteins in press
Anbo H, Sakuma K, Fukuchi S, *Ota M. How AlphaFold2 predicts conditionally folding
regions annotated in an intrinsically disordered protein database, IDEAL. Biology 12,
182 (2023).
Fukuchi S, Noguchi N, Anbo H, Homma K. Exon elongation added intrinsicallydisordered regions to the encoded proteins and facilitated the emergence of the last
eukaryotic common ancestor. Mol Biol Evol 40, msac272 (2023).
*Kanematsu Y, Narita A, Oda T, Koike R, Ota M, Takano Y, Moritsugu K, Fujiwara I, Tanaka
K, Komatsu H, Nagae T, Watanabe N, Iwasa M, *Maéda Y, *Takeda S. Structures andmechanisms of actin ATP hydrolysis. Proc Natl Acad Sci USA 119, e2122641119 (2022).
*Takeda S, Koike R, Fujiwara I, Narita A, Miyata M, Ota M, Maéda Y. Structural insights
into the regulation of actin capping protein by twinfilin C-terminal tail. J Mol Biol 433,
166891 (2021)

内原 脩貴（慶應義塾大学 薬学部 助教）

Uchihara Y, Shibata A. Regulation of DNA damage-induced HLA class I presentation.
DNA Repair 132:103590 (2023) doi: 10.1016/j.dnarep.2023.103590.

松尾 芳隆（東京大学 医科学研究所 准教授）

Ikeuchi K, Ivic N, Buschauer R, Cheng J, Frohlich T, MatsuoY, Berninghausen O, Inada T,

Becker T*, Beckmann R*. Molecular basis for recognition and deubiquitination of 40S
ribosomes by Otu2. Nat Commun . 14(1): 2730. (2023)
Best K, Ikeuchi K, Kater L, Best D, Musial J, Matsuo Y, Berninghausen O, Becker T, Inada
T*, Beckmann R*. Structural basis for clearing of ribosome collisions by the RQTcomplex. Nat Commun . 14(1): 921. (2023)

Ninomiya K, Yamazaki T. *Hirose T. Satellite RNAs: emerging players in subnuclear
architecture and gene regulation. EMBO J Aug 1, 42, e114331 (2023) doi: 10.15252/
embj.2023114331

花田 耕介（九州工業大学 大学院情報工学研究院 教授）

Tesina P#*, Ebine S#, Buschauer R#, Thoms M, Matsuo Y, Inada T*, Beckmann R*.
Molecular basis of eIF5A-dependent CAT tailing in eukaryotic ribosome-associatedquality control. Mol Cell . 83(4): 607-621. (2023)

Takeda T, Ezoe A, Hanada K. Expression profiles in knock-down transgenic plants ofhigh and low diversified duplicate genes in Arabidopsis thaliana. Genes & Genetic
Systems 98 (5), 283-286 (2023)

富田 野乃（東京大学 大学院新領域創成科学研究科 准教授）

石黒 亮（法政大学 マイクロ・ナノテクノロジー研究センター 研究員）

Lee, M. and Takeuchi-Tomita N.* Reconstitution of Mammalian Mitochondrial
Translation System Capable of Long Polypeptide Synthesis. Methods Mol. Biol . (2023)
2661, 233-255. doi: 10.1007/978-1-0716-3171-3_14.

古畑 隆史（大学院薬学系研究科 薬学部 助教）

Furuhata T. Devadasan Racheal P. A. Murayama I, Toyoda U, and Okamoto A. One-Pot,
Photocontrolled Enzymatic Assembly of the Structure-Defined Heterotypic Polyubiquitin Chain.
J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 11690–11700.

古川 健太郎（新潟大学 医学部 准教授）

*Fukuda T, Furukawa K, Maruyama T, Noda NN, *Kanki T. Mitofissin: a novel
mitochondrial fission protein that facilitates mitophagy. Autophagy 19, 3019-3021(2023).
Fukuda T, Furukawa K (co-first), Maruyama T, Yamashita SI, Noshiro D, Song C,
Ogasawara Y, Okuyama K, Alam JM, Hayatsu M, Saigusa T, Inoue K, Ikeda K, Takai A,
Chen L, Lahiri V, Okada Y, Shibata S, Murata K, Klionsky DJ, *Noda NN, *Kanki T. The
mitochondrial intermembrane space protein mitofissin drives mitochondrial fission
required for mitophagy. Mol Cell 83, 2045-2058.e9 (2023).

山崎 智弘（大阪大学 大学院生命機能研究科 常勤特任講師）*Yamamoto T, *Yamazaki T, Ninomiya K, Hirose T. Nascent ribosomal RNA act assurfactant that suppresses growth of fibrillar centers in nucleolus. Commun Biol Nov 7,
6, 1129 (2023) doi: 10.1038/s42003-023-05519-1
Takakuwa H, *Yamazaki T (co-first author), Souquere S, Adachi S, Yoshino H, Fujiwara N,
Yamamoto T, Natsume T, Nakagawa S, Pierron G, *Hirose T. Shell composition specified
by the lncRNA NEAT1 domains dictates the formation of paraspeckles as distinct
membraneless organelles. Nature Cell Biology Nov 6, 25, 1664-1675 (2023) doi:
10.1038/s41556-023-01254-1

Ishiguro A, Ishihama A. ALS-linked TDP-43 mutations interfere with the recruitment of
RNA recognition motifs to G-quadruplex RNA. Sci. Rep . 13(1):5982. (2023)

Fujino Y, Ueyama M, Ishiguro T, Ozawa D, Ito H, Sugiki T, Murata A, Ishiguro A, Gendron
T, Mori K, Tokuda E, Taminato T, Konno T, Koyama A, Kawabe Y, Takeuchi T, Furukawa Y,
Fujiwara T, Ikeda M, Mizuno T, Mochizuki H, Mizusawa H, Wada K, Ishikawa K, Onodera
O, Nakatani K, Petrucelli L, Taguchi H, Nagai Y. FUS regulates RAN translation throughmodulating the G-quadruplex structure of GGGGCC repeat RNA in C9orf72-linked ALS/
FTD. Elife 18;12:RP84338. (2023)

七野 悠一（国立研究開発法人理化学研究所 開拓研究本部 研究員）

*Ichinose T, Kondo S, Kanno M, Shichino Y, Mito M, Iwasaki S, *Tanimoto H.
Translational regulation enhances distinction of cell types in the nervous system. eLife
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Yamashita A, Shichino Y, Fujii K, Koshidaka Y, Adachi M, Sasagawa E, Mito M, Nakagawa
S, Iwasaki S, Takao K, *Shiina N. ILF3 prion-like domain regulates gene expression andfear memory under chronic stress. iScience 26(3), 106229 (2023).
†

Miyake T, †Inoue Y, Shao X, Seta T, Aoki Y, Nguyen Pham KT, Shichino Y, Sasaki J, Sasaki T,
Ikawa M, Yamaguchi Y, Okamura H, Iwasaki S, *Doi M. Minimal upstream open reading
frame of Per2 mediates phase fitness of the circadian clock to day/night physiologicalbody temperature rhythm. Cell Rep 112157 (2023).

†

Chen M, † Kumakura N, Saito H, Muller R, Nishimoto M, Mito M, Gan P, Ingolia NT,
Shirasu K, Ito T, Shichino Y, *Iwasaki S. A parasitic fungus employs mutated eIF4A to
survive on rocaglate-synthesizing Aglaia plants. eLife 12, e81302 (2023).

* Corresponding author

アウトリーチ
2023年2月14日

大谷中学高等学校 学部学科説明会「ミライノトビラ」
模擬授業『「生命科学」の魅力』（千葉 志信）2023年10月7-13日

日本科学振興協会（ JAAS）年次大会2023 「会いにいける科学者フェス」
展示ブース「生命を支えるタンパク質はカタチがいのち-タンパク質科学の基礎から最新の話題まで」（田口 英樹）2023年12月27日

名古屋大学遺伝子実験施設公開セミナー「シン・タンパク質生命科学」「拡大生命科学会の歩き方」（太田 元規）

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受賞情報
永井 義隆（近畿大学 医学部 脳神経内科 教授）

2023年度日本神経治療学会 学会賞（治療活動賞）「ポリグルタミン病に対するタンパク質ミスフォールディング・凝集を標的とした治療法開発」（近畿大学 医学部 脳神経内科 派遣大学院生）
藤野 雄三（永井班）

第42回日本認知症学会学術集会 学会奨励賞「FUSはRNAシャペロンとしてRAN 翻訳を抑制し、C9orf72関連 ALS/FTD の神経変性を改善する」
第46回日本神経科学大会若手育成塾 優秀発表賞“FUS suppresses RAN translation and neurodegeneration in C9orf 72-linked ALS/FTD through modulating
the higher-order structures of GGGGCC repeat RNA”
（大阪大学大学院 医学系研究科精神医学 大学院生）
魚住 亮太（永井班（分担）森グループ）

第42回日本認知症学会学術集会 学会奨励賞「近接標識プロテオミクスによるC9orf 72-GGGGCCリピートRNA 分解タンパク質の同定」

小林 穂高（徳島大学 先端酵素学研究所 准教授）

日本蛋白質科学会 若手奨励賞
日本蛋白質科学会 若手奨励賞優秀賞「蛋白質合成の制御過程を細胞内1分子イメージングで見る」

七野 悠一（国立研究開発法人理化学研究所 開拓研究本部 研究員）

2022年度理研梅峰賞「ウイルスタンパク質による統合的ストレス応答抑制の新規機構」

編

集

後

記

皆様のご協力のおかげで、マルチファセットプロテインズ・ニュースレター第3号を発行することができました。お忙しい中、原稿をご執筆くださいました方々に、心より感謝申し上げます。今年度から後期の公募班員の先生方が参加され、また、本領域が発足して初めて領域会議が合宿形式で行われました。北大・内藤先生をはじめ、内藤研のメンバーの皆様のご尽力のおかげで、とても快適で密度の濃い領域会議になり、心より感謝しております。ミーティングレポートや優秀ポスター賞の受賞コメントで、院生さん達の声をニュースレターに掲載できたことは、編集人としても喜ばしいことと感じております。改めまして、ご協力ありがとうございました。
コロナ禍の制約から少しずつ解放され、以前の日常が戻りつつある中、皆様の研究が変わらずに進展することを願いつつ、編集後記とさせていただきます。
ニュースレター編集担当：京都産業大学 千葉 志信

2020-24年度 科研費学術変革領域研究（A）

マルチファセット ･ プロテインズ：拡大し変容するタンパク質の世界
ニュースレター第3号

2024年2月

発行

編集人

千葉 志信

発行人

田口 英樹

学術変革「多面的蛋白質世界」領域事務局〒603-8555 京都市北区上賀茂本山 京都産業大学 生命科学部 先端生命科学科
multifacetedproteins@gmail.com

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