【京都産業大学】細菌に共通する「合成しづらいタンパク質」の特徴を解明し、その性質を利用する特異なタンパク質群を発見！

京都産業大学（京都市北区／学長：在間敬子）生命科学研究科の千葉志信教授らの研究グループは、細菌が共通して持つ「合成困難なアミノ酸配列（難翻訳配列）」の進化的特徴を明らかにしました。さらに、この性質を逆手に取り、環境適応に活用するユニークなタンパク質群を発見しました。本成果は、国際科学誌「The EMBO Journal」に掲載されました。




細胞内でタンパク質を合成する装置「リボソーム」は万能と考えられてきましたが、近年、合成が困難な「難翻訳配列」が存在することが判明しています。本研究では、細菌界全体を対象に網羅的解析を行い、RGPPやRAPPといった配列がタンパク質内で極端に使用されていないことを発見しました。これは、細菌が進化の過程でこれらの配列を避ける戦略を取ってきたことを示唆します。
一方で、これらの配列が小型分泌タンパク質の末端に頻出し、翻訳停止を利用して細胞機能を調節する「翻訳アレスト因子」として働く可能性が示されました。実験により、翻訳停止活性を持つことが確認され、環境適応に重要な役割を果たしていることが明らかになりました。

【研究のポイント】

・細菌に共通する「合成困難な配列」のパターンを発見
・難翻訳配列は進化的に排除される一方、特定のタンパク質では積極的に利用
・翻訳停止を利用した細胞機能調節の仕組みが多様に存在

【今後期待されること】

1．生命科学の基礎理解の深化
　難翻訳配列の排除と活用という二面性は、生命の進化戦略を理解する上で重要な知見です。
2．バイオものづくり分野への応用
　リボソーム特性の理解は、医薬品や高機能素材の生産性向上に直結します。
3．抗生物質開発への貢献
　リボソームの弱点を理解することで、新たな抗菌戦略のヒントが得られます。
4．遺伝子設計・合成生物学への応用
　「避ける配列」「活用する配列」の理解は、人工遺伝子設計や翻訳制御ツール開発に役立ちます。

【論文情報】
論文名：Evolutionary Adaptation of Bacterial proteomes to Translation-Impeding Sequences
掲載誌：The EMBO Journal
掲載日：2025年12月9日（火）19:00（日本時間）
著者： 藤原圭吾1,2,*,#、辻奈緒子1,*、崎山歌恋1,*、仁木宏典2、千葉志信1,#
（1京都産業大学, 2国立遺伝学研究所, *共筆頭著者, #共責任著者）
DOI：　10.1038/s44318-025-00651-6

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