发现蛋白质合成相关的新因子——消除核糖体碰撞的复合体解开mRNA的坚固结构—重点①与翻译中的核糖体相比，扫描核糖体的分析进展不大。②新鉴定ASC-1复合物作为扫描核糖体的结合蛋白，发现扫描核糖体具有解开坚硬结构的功能，便于在mRNA上进行。③有望明确扫描核糖体介导的翻译调控机制与疾病的关系。 概要翻译是以从DNA到mRNA(※1 )的遗传信息为基础，产生蛋白质的过程。 翻译包括以下步骤:首先，扫描核糖体在mRNA上前进，寻找翻译起点，然后，翻译核糖体在读取mRNA遗传信息的同时合成蛋白质。 扫描核糖体和翻译核糖体除了主要的构成因子以外，还结合了其他各种各样的蛋白质，这些被认为有助于各个阶段的顺利进行。 到目前为止，翻译核糖体结合蛋白的分析已经得到了广泛的应用，但另一方面，由于技术问题，扫描核糖体结合蛋白的研究进展甚微。 九州大学生物防御医学研究所的中山敬一主干教授、松本有树修副教授、木藤有纪研究员、市原知哉研究员、理化学研究所开拓研究总部的岩崎信太郎主任研究员等研究小组开发出了网罗性地鉴定与扫描核糖体结合的蛋白质的新方法“Sel-TCP-MS法”。 使用这种方法发现扫描核糖体上结合了ASC-1复合体。 以往的研究表明，ASC-1复合物可与翻译核糖体结合，消除核糖体的碰撞(※2 )。 本次研究表明，ASC-1复合物不仅与翻译核糖体结合，还与扫描核糖体结合，ASC-1复合物具有通过解开mRNA的坚固结构，辅助扫描核糖体更容易在mRNA上前进的功能。 众所周知，翻译核糖体及其结合蛋白的异常是导致神经变性疾病等各种疾病的原因，但扫描核糖体的结合蛋白与疾病的关联还没有得到很好的分析。 今后，通过用Sel-TCP-MS法调查扫描核糖体的结合蛋白质，可以期待新的疾病发病机制得到阐明。 本研究成果于2023年4月24日刊登在欧洲分子生物学机构发行的专业杂志《TheEMBO Journal》上。  ASC-1复合物与翻译核糖体和扫描核糖体均结合 【研究的背景和经过】 合成蛋白质的翻译过程是生命活动中必不可少的，翻译异常会导致各种疾病。 翻译大致分为两个阶段。 首先，由核糖体小亚基和翻译起始因子群构成的扫描核糖体在mRNA的5ʼUTR(※3 )上前进寻找翻译起点。 找到翻译起点后，核糖体大亚基结合成为翻译核糖体，实际合成蛋白质。 扫描核糖体和翻译核糖体除了主要的构成因子以外，还与其他各种各样的蛋白质结合，辅助各个阶段顺利进行。 迄今为止，翻译核糖体结合蛋白的结合蛋白已被广泛调查，但扫描核糖体与翻译核糖体相比与mRNA的结合较弱，因此分析进展不大。 【研究内容和成果】 近年来，开发了Sel-TCP-seq法( selective translation complex profile sequencing )，用于全面鉴定扫描核糖体结合的mRNA序列。 Sel-TCP-seq首先用福尔马林等固定细胞，增强扫描核糖体和mRNA的结合，用蔗糖密度梯度离心法(※4 )回收含有扫描核糖体的组分。 其中也包括与扫描核糖体同等密度的其他巨大分子复合体，因此通过对翻译起始因子等的免疫沉淀(※5 )只提取扫描核糖体，进行新一代测序分析。 我们认为，通过应用这种方法，或许可以全面鉴定扫描核糖体的结合蛋白质。 即，免疫沉淀后进行质谱分析而不是新一代序列分析( Mass spectrometry； MS )来决定结合蛋白质。 我们将这一新方法命名为Sel-TCP-MS方法(图1 )。
图1 Sel-TCP-MS法概述 这次我们使用人培养细胞进行Sel-TCP-MS分析的时候，重新鉴定了ASC-1复合体。 虽然已知ASC-1复合物与翻译核糖体结合消除核糖体冲突，但与扫描核糖体结合如何发挥作用尚不清楚。 因此，制作了缺失ASC-1复合体的细胞后，发现5ʼUTR以上的扫描核糖体减少，或者扫描核糖体在中途被卡住而无法前进。 根据该结果，发现ASC-1复合体通过解开5ʼUTR的硬结构，辅助扫描核糖体不被卡住(图2 )。
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