翻訳は，核酸で構成されている遺伝情報からタンパク質という実体へ質的変換させる点で，重要かつ複雑な過程である。 そして細胞内ではmRNAに反応してしまって終止コドンが欠損してしまう場合や，使用頻度の低いコドンの連続によってリボソームによる翻訳が滞ってしまう場合などがある。 これまで真正細菌ではtransfer-messenger RNA（tmRNA）という特別なRNA分子がこれらのリボソームの解放を担っているとされてきた。tmRNAは滞ったリボソームの空の Aサイトに入りトランス翻訳（trans-translation）を行い，tmRNA内にコードされているORFの終止コドンを使い通常の翻訳終結過程を経てリボソームを解放する。 さらに未完全なタンパク質にはtmRNAのORF由来のタグペプチドが付加される。このタグペプチドが対応するプロテアーゼの認識部位になり，この未完全なタンパク質は速やかに分解される。 このtmRNAによるリボソーム解放機構は，不完全なタンパク質分解除去システムを含んだ効率的なシステムであり，あらゆる真正細菌に保存されている。 しかし，近年tmRNAを欠損させた大腸菌において，プラスミドを用いてリボソームが滞る配列をもつmRNAを発現させても，翻訳が滞ることもなく効率よくリボソームが解放されることがわかってきた。これらの結果から，tmRNA以外のリボソーム解放機構の存在が強く示唆されてきた。そこで私は新規のリボソーム解放機構に機能するタンパク質として，機能未知タンパク質YaeJに注目した。なぜならYaeJは真正細菌型翻訳終結因子（release factor：以下RF） のドメインと高い配列・構造的相同性があるからである。ドメイン3は，RFがリボソーム上で終結反応をする際ペプチジルtRNAをtRNAとポリペプチド鎖に加水分解反応（peptidyl-tRNA hydrolysis：以下PTH）を触媒する活性ドメインそのものである。また，yaeJ遺伝子は真核生物でも保存されており，ヒトではICT1とよばれ，最近ミトコンドリアに局在することが示された。 以上のことから本研究では，YaeJタンパク質によるtmRNA非依存的リボソーム解放機構の解明を行なった。

　YaeJがPTH活性をもつのか，大腸菌由来無細胞タンパク質合成系（PUREsystem）を用いて検証した。 使用したテンプレートDNAはcAMPレセプターである CRPタンパク質をコードしているもの（以下stop）を基本とした。これに改変を加え終止コドンを欠損させたもの（nonstop）と，使用頻度の低いコドン（Arg）の連続したものを挿入したもの（R4L4-stop）を作製した。 まず，テンプレートとしてnonstop やR4L4-stopを使用すると滞ったリボソームの状態，つまりペプチジルtRNAを検出できた。そこにYaeJを加えるとペプチジルtRNAは検出できずCRPタンパク質のみ検出されたことから，YaeJにPTH活性があることが示された。 逆に通常の翻訳であるstopを用いたサンプルにYaeJを加えてもCRPの翻訳効率に変化はなかった。
　
次にYaeJがリボソームと結合するかを検証するために，大腸菌から抽出したリボソーム画分をショ糖密度勾配による超遠心分離を行い分画し，YaeJ抗体を使用してウエスタンブロットを行なった。 YaeJは30S，70Sおよびポリソームに結合していた。一方リボソームを含まない画分には存在しないことから，発現しているYaeJはリボソームと結合している事が示唆された。さらにC末端領域を10残基分欠損させた YaeJ変異体ではリボソームと結合しないことから，塩基性残基に富むC末端領域がリボソームとの結合に重要であることが示された。以上のことからYaeJは，通常の翻訳反応時にもその反応を妨げない位置に結合していて， 翻訳が滞った場合のみPTH活性を示すことが示唆された。 　


　Handa Y, Hikawa Y, Tochio N, Kogure H, Inoue M, Koshiba S, Guntert P, Inoue Y, Kigawa T, Yokoyama S, Nameki N. Solution structure of the catalytic domain of the mitochondrial protein ICT1 that is essential for cell vitality. J Mol Biol. (2010) 404, 260-73.

　Handa Y, Inaho N, Nameki N. YaeJ is a novel ribosome-associated protein in Escherichia coli that can hydolyze peptidyl-tRNA on stalled ribosomes. Nucleic Acids Res. (2011) 39, 1739-48.