tRNAにわざと誤ったアミノ酸を付加して修正する巧妙な仕組みを解明

微生物から動植物をはじめとする地球上の生物は、遺伝情報をもとにアラニン、グリシン、グルタミン酸など20種類のアミノ酸を材料にタンパク質を合成しています。生命の根幹となるこの重要な反応は、DNAに書き込まれている遺伝情報が、まず伝令RNA（mRNA）へと転写され、タンパク質合成工場の役目を果たすリボソームで、mRNA上の3つの文字の並び（コドン）の情報が1つのアミノ酸に変換されて、アミノ酸を連ねたタンパク質ができあがります。

mRNA上のコドンを1つのアミノ酸に対応させるのが転写RNA（tRNA）で、20種のアミノ酸ごとに存在しています。ヒトを含む真核生物などでは、20種のアミノアシルtRNA合成酵素（aaRS）の働きで、アミノ酸とｔRNAが正しいペア（ｱﾐﾉｱｼﾙｔRNA）を生成します。アミノ酸の一種であるグルタミンをｔRNAに付加するaaRSが存在しない真正細菌、古細菌では、間違ったペアをつくり修正するという異質なメカニズムがあることが分かっていましたが、正しいペアのリスク管理の仕組みは謎のままでした。

生命分子システム基盤研究領域と東京大学大学院理学系研究科の研究グループは、 アミノ酸のグルタミンを運ぶ役割のあるtRNAとそれに働く2種類の酵素が巨大複合体の「グルタミン・トﾗﾝｼアミドソーム」をつくり、第1酵素がｔRNAにグルタミン以外のアミノ酸を付加し、第2の酵素がこの誤りを素早く修正してグルタミンに変換するという巧妙なメカニズムを持つことを解明しました。

生命の重要な役割を担うタンパク質の品質管理や比較的新しい機能を持つアミノ酸をタンパク質に組み込む基盤技術を提供すると期待されます。