細菌における新規翻訳促進因子を発見
病原性細菌の抗菌薬耐性：共通祖先から進化したＡＢＣＦ因子の役割

翻訳装置リボソームは、ｍＲＮＡにコードされた塩基情報をアミノ酸情報へと変換する生体機能の担い手であり、生命活動に欠かすことのできないたんぱく質の合成装置です。しかし、リボソームはどんなアミノ酸でも一様に翻訳できるわけではなく、特定のアミノ酸配列では翻訳効率が低下すること、場合によっては翻訳が停滞してしまうことが知られています。翻訳反応の停滞や未成熟な異常たんぱく質の蓄積は生体機能に甚大な影響を及ぼします。このようなリボソームの不完全さを補う因子として、ＥＦ－Ｐ（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ Ｆａｃｔｏｒ Ｐ）などの翻訳促進因子が発見されてきました。一方で、ＥＦ－Ｐは細菌の生育に必須な因子ではないため、同様の機能を持つ他の因子の存在が議論されてきましたが、その実態はこれまで不明のままでした。

本研究ではモデル細菌である枯草菌（こそうきん）用いて、翻訳促進遺伝子であるｅｆｐの変異体との二重変異によって合成致死となる変異の探索を行い、機能未知なたんぱく質の一種であるＡＢＣＦ因子のＹｆｍＲを同定しました。さらに、ＥＦ－ＰおよびＹｆｍＲが、プロリンとアスパラギン酸が交互に含まれる配列によって生じる翻訳停滞を解消する役割を果たすことを明らかにしました。以上の結果より、これまで機能未知であったＡＢＣＦ因子がリボソームの翻訳停滞を解消し、たんぱく質合成を促進するメカニズムを詳細に解析しました。さらに、生命情報科学を用いた解析から、多剤耐性遺伝子として注目されているＡＲＥ（ａｎｔｉｂｉｏｔｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）－ＡＢＣＦ因子群が、こういった翻訳促進因子として作用するＡＢＣＦ因子を共通祖先として進化してきたことを明らかにしました。

これにより、たんぱく質合成装置リボソームの動的調節メカニズムに関する新たな知見が得られ、抗菌薬耐性機構の解明や新たな抗菌薬の開発に向けた基盤になることが期待されます。

本研究成果は、２０２４年６月２９日付で「Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ」に掲載されました。