【岡山大学】タンパク質合成を停止させる新規ペプチド配列を発見

岡山大学と東京科学大学、東京大学の共同研究成果プレスリリースです。

2025（令和7）年 3月 23日
国立大学法人岡山大学

https://www.okayama-u.ac.jp/

＜発表のポイント＞

• タンパク質を構成するアミノ酸配列の一部は、合成装置リボソームの機能を阻害する「難翻訳」配列でもあることが明らかになりつつあります。

• 難翻訳配列を大腸菌ゲノムから大規模に探索する手法を開発し、新たな難翻訳配列pepNLとnanCLを新規に同定しました。

• PepNLペプチドは翻訳中にリボソーム内で「ヘアピン」状の構造を形成し、タンパク質合成を阻害することが判明しました。

• 細胞内のアミノ酸濃度が十分に高い場合、終止コドンの読み飛ばしによってPepNLによる翻訳阻害が回避されることも明らかとなりました。

◆概 要

　生命を形作るタンパク質は、DNAにコードされた遺伝子配列をもとに細胞内装置リボソームによって合成され、この過程は「翻訳」と呼ばれます。リボソームはどんなタンパク質でも合成可能、と思われがちですが、実際には合成しやすい配列と、合成が困難な「難翻訳配列」が存在することが明らかになってきました。これまでにさまざまなアミノ酸配列が難翻訳であることが判明し、かつその一部は遺伝子発現制御に利用され得ることも報告されています。しかしどれだけのアミノ酸配列が難翻訳なのか、そしてなぜ難翻訳となるのかの原理は完全には理解されていない状況です。

　岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域（理）の茶谷悠平准教授、東京科学大学生命理工学院 生命理工学系の幸保明直大学院生（博士後期課程）、丹羽達也助教、田口英樹教授、東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻の安藤佑真大学院生（修士課程）、伊藤弓弦准教授、濡木理教授らのグループは大腸菌をモデル生物として、未同定の難翻訳配列を探索するための新技術を開発しました。この技術を用いた大規模解析により、大腸菌遺伝子から二つの新たな難翻訳配列 pepNLとnanCLを同定しました。

　さらにクライオ電子顕微鏡によりPepNLによって合成が停止したリボソームの構造を解析したところ、PepNLペプチドがリボソームトンネル内で異常な折れ曲がり（ヘアピン）を形成し、翻訳を停止させるメカニズムを解明しました。

　本研究は2025年3月8日、英国学術雑誌 「Nature Communications」オンライン版に掲載されました。

難翻訳配列を探索する新規スキーム

◆論文情報
　論 文 名：A mini-hairpin shaped nascent peptide blocks translation termination by a distinct mechanism
　掲 載 紙：Nature Communications
　著 　者：Yushin Ando, Akinao Kobo, Tatsuya Niwa, Ayako Yamakawa, Suzuna Konoma, Yuki Kobayashi, Osamu Nureki, Hideki Taguchi, Yuzuru Itoh, and Yuhei Chadani
　D　O　I：10.1038/s41467-025-57659-z
　U R L：https://www.nature.com/articles/s41467-025-57659-z

◆研究資金
　本研究は、日本学術振興会科研費（JP20H05925, 22H02553, JP 23H02410）、創薬等先端技術支援基盤プラットフォームAMED BINDS (3273, 4857)、戦略的創造研究推進事業CREST (JPMJCR20E2)、大隅基礎科学創成財団、日本応用酵素協会、武田科学振興財団、山田科学振興財団、千里ライフサイエンス振興財団の支援を受けて実施しました。

◆詳しい研究内容について
　タンパク質合成を停止させる新規ペプチド配列を発見

　https://www.nature.com/articles/s41467-025-57659-z

◆参 考

・岡山大学理学部

　https://www.science.okayama-u.ac.jp/

・岡山大学 理学部 生物学科

　https://www.okayama-u.ac.jp/user/biology/index.html

・岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理）翻訳ダイナミクス研究室

　https://sites.google.com/s.okayama-u.ac.jp/chadani-lab/

◆参考情報

・【岡山大学】リボソームがタンパク質の合成を中断する仕組みを解明！～疾患原因の解明や、効率的なタンパク質生産を実現する遺伝子設計、技術開発へ期待～

　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001954.000072793.html

・【岡山大学】細胞内で発現しにくいタンパク質の合成を促進する翻訳因子を発見！

　https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000002185.000072793.html

岡山大学津島キャンパス（岡山市北区）

◆本件お問い合わせ先

　岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域（理）准教授　茶谷悠平

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中3-1-1 岡山大学津島キャンパス

　TEL：[phone]
　FAX：[phone]

　https://sites.google.com/s.okayama-u.ac.jp/chadani-lab/

　東京科学大学 総務企画部 広報課
　TEL：[phone]
　FAX：[phone]

　東京大学大学院理学系研究科・理学部 広報室
　TEL：[phone]

＜岡山大学病院との連携等に関する件（製薬・医療機器企業関係者の方）＞
　岡山大学病院 新医療研究開発センター
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　下記URLより該当する案件についてお問い合わせください
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/ph_company/

＜岡山大学病院との連携等に関する件（医療関係者・研究者の方）＞
　岡山大学病院 研究推進課 産学官連携推進担当
　〒700-8558 岡山県岡山市北区鹿田町2-5-1
　TEL：[phone]
　E-mail：ouh-csnw◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　http://shin-iryo.hospital.okayama-u.ac.jp/medical/

＜岡山大学の産学官連携などに関するお問い合わせ先＞
　岡山大学研究・イノベーション共創機構 産学官連携本部
　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1　岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　TEL：[phone]
　E-mail：sangaku◎okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい
　https://www.orsd.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学の研究機器共用（コアファシリティ）などに関するお問い合わせ先＞

　岡山大学研究・イノベーション共創機構 機器共用推進本部

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階

　TEL：[phone]
　FAX：[phone]

　E-mail：cfp◎okayama-u.ac.jp

　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

　https://fspp.kikibun.okayama-u.ac.jp/

＜岡山大学のスタートアップ・ベンチャーなどに関するお問い合わせ先＞

　岡山大学研究・イノベーション共創機構 スタートアップ・ベンチャー創出本部

　〒700-8530 岡山県岡山市北区津島中1-1-1 岡山大学津島キャンパス 本部棟1階
　E-mail：start-up1◎adm.okayama-u.ac.jp
　　　　　※ ◎を@に置き換えて下さい

　https://venture.okayama-u.ac.jp/

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　岡山大学Image Movie (YouTube)：https://youtu.be/pKMHm4XJLtw

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  https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000001935.000072793.html