下にtRNAにおけるRNA修飾の役割をまとめた表を掲載しておきます。
この表では、遺伝子破壊株の解析や変異tRNAの生化学的な研究が行なわれた例のみをあげています。この他に、DNA修復への影響や抗酸化ストレスに対する感受性の変化など、すぐには説明のつかない表現型も多数、報告されています。
当研究室と京都大学、東京大学の共同研究でも、tRNA m7G46の修飾欠損がウリ類タンソ病菌の感染性の欠損につながることを発見しています。

また、最近、我々は好熱菌において、tRNAのm7G46が修飾ネットワークのキーファクターの一つとして働いていることを見出しました。

m7G46修飾はtRNA修飾ネットワークの鍵因子として機能する
ウリ類タンソ病菌感染性の研究の詳細は

 tRNA中の修飾ヌクレオシドとその役割

 修飾ヌクレオシド・ポジション           生理機能・変異株の表現型

 m2G7

 s4U8 / s4U9              紫外線影響下でのタンパク質合成の停止

 Gm18                 G18-Ψ55塩基対の強化、Ψ55との二重欠損株でフレームシフトエラー頻発

 Cm32                 アンチコドン・ループ構造の安定化、アンチコドン・コドン対合の強化

                    tRNAGlyのコドン認識能の拡張a

 Q34                  アンチコドン・コドン対合の強化、フレームシフトの防止、コレラ菌の感染に必須

 k2C34                 コドン認識能の改変、Ileコドン(AUA)の読みとりに必須、

                     Met-RSおよびIle-RSによるtRNAIleの識別、

                     大腸菌の場合、欠失変異は致死的

 f5C34

 agm2C34 d

 I34                  コドン認識能の拡張、Argコドン(CGA)などの読みとりに必須、

                     大腸菌・酵母において、欠失変異は致死的

 Um34                  コドン認識能の制限、ゆらぎ塩基対形成の制限

 mnm5U34 / mnm5s2U34           コドン認識能の制限、ゆらぎ塩基対形成の制限、フレームシフトの防止

 s2U34                  コドン認識能の制限、ゆらぎ塩基対形成の制限、

                      細胞質tRNAのミトコンドリアへの輸送の抑制

 cmo5U34 / mcmo5U34            コドン認識能の拡張、ゆらぎ塩基対形成の促進

 Ψ35                  アンチコドン・コドン対合の強化、Tyr-RSによるtRNATyrの認識、

                     tRNATyrによる終止コドンのリード・スルーの抑制

 t6A37                 アンチコドン・コドン対合の強化、フレームシフトの防止、

                     Lys-RSによるtRNALysの認識、欠失変異は致死的

 ms2t6A37                 アンチコドン・コドン対合の強化、フレームシフトの防止、

                     Lys-RSによるtRNALysの認識、

                     Thrコドン連続領域でのタンパク質合成速度の調節

 m1G37                  フレームシフトの防止、Arg-RSによるtRNAAspのミスアシル化の防止

                     大腸菌において欠失変異は致死的、真核生物・古細菌でyW37誘導体合成の前駆体

 yW37                  アンチコドン・コドン対合の強化

 m2A37                  Gln-RSによるtRNAGlnの認識

 i6A37 / ms2i6A37 / ms2io6A37       アンチコドン・コドン対合の強化、

                     tRNATrpによる終止コドンのリード・スルーの抑制

                     tRNACysによるTrpコドンのミスリーディングの抑制

                     tRNAPheによるLeuコドンのミスリーディングの抑制

                     欠失tRNAはリボソーム上でのペプチド伸長速度が低下

 Ψ38 / Ψ39 / Ψ40          tRNAGlnによるHisコドンのミスリーディングの抑制、

                     HisオペロンおよびIle-Valオペロンのタンパク質合成量の調節b

 m7G46




 m5U54                  G18-Ψ55塩基対の強化、大腸菌の場合、欠失変異は致死的c

 m5s2U54                 G18-Ψ55塩基対の強化、tRNA構造の安定化、高温環境下でのタンパク質合成の促進

 Ψ55                  G18-Ψ55塩基対の強化、大腸菌ではGm18との二重欠損株の成長阻害

 m1A58                  酵母・開始tRNAMetの安定化・半減期延長、酵母の場合、欠失変異は致死的
                      好熱菌の高温環境下での生育に必須
                      ヒトtRNALys3の修飾は、エイズウイルス(HIV)感染に必須

 2-phosphoribosyl-A64          開始tRNAMetと伸長tRNAMeteEF-1αによる識別

a tRNAGlyの場合、未修飾のC32でもU32に比較してGlyコドンの認識能が拡張される。

b 温度感受性変異株の解析結果のため、どのtRNA分子の修飾が直接関与するのか不明である。

c この修飾ヌクレオシドの修飾酵素、tRNA (m5U54) methyltransferase16S rRNAとも会合し、致死性の直接的な原因はtRNA修飾の欠損ではないことがわかっている。

d 正式な略号が、まだ公認されていない

e この原因は、tRNAの修飾ではなく、mRNAの修飾に起因すると考えられている

トリ肉腫ウイルスのパッケージング阻害

ウリ類たんそ病菌において感染性に必須

好熱菌において高温環境下の生育に必須
遺伝子破壊株は、他のtRNA修飾の低下、特定のtRNA分解

ミトコンドリアtRNAMetによるAUAコドンの認識 (コドン認識能の拡張)

RNA修飾の研究
研究内容にもどる

一部の古細菌におけるコドン認識能の改変、AUAコドンの読み取り、Met-RSおよびIle-RSによるtRNAIleの識別

酵母においてm5Cとの二重欠損はtRNAValを不安定化

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