がん細胞における隠れた翻訳開始現象の網羅的解明 ――リアルタイム検索技術を用いた超深層プロテオミクスによる解析――

2026-06-04

2026-06-03 東京大学

東京大学医科学研究所の研究グループは、がん細胞において従来見過ごされてきた「隠れた翻訳開始（Cryptic translation initiation）」を、プロテオームレベルで初めて網羅的に解明した。一般にタンパク質翻訳はmRNA上の最初の開始コドン（AUG）から始まると考えられてきたが、本研究では独自構築した配列データベース（dMet-TPS）と、質量分析計のリアルタイム検索（RTS）技術を組み合わせることで、非標準的な開始部位から生成される翻訳産物を高精度に検出した。その結果、ヒト膠芽腫細胞およびHeLa細胞から794個の新規ペプチド断片を同定した。さらに、細胞増殖を促進するEGF刺激によって、これらの翻訳産物がmTORシグナル依存的に増加することを明らかにした。多くの翻訳産物は通常のタンパク質機能ドメインを欠く短縮型であり、がん細胞の生存や機能制御に関与する可能性が示唆された。本成果は、がん細胞におけるタンパク質多様性と翻訳制御機構の理解を大きく前進させるとともに、新たな創薬標的探索や薬剤応答評価技術への応用が期待される。

図1：隠れた翻訳開始部位を同定するためのデータベース構築戦略

＜関連情報＞

リアルタイム検索支援型多重定量プロテオミクスにより、ヒトがん細胞におけるシステム全体にわたる隠れた翻訳開始が明らかになった Real-time search-assisted multiplexed quantitative proteomics reveals system-wide cryptic translation initiation in human cancer cells

Hiroko Kozuka-Hata,Tomoko Hiroki,Aya Kitamura,Naoaki Miyamura,Tetsu Akiyama,Jun-ichiro Inoue,Kouhei Tsumoto & Masaaki Oyama
Genome Biology Published:28 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1186/s13059-026-04120-z Unedited version

Abstract

Background

It is generally considered that eukaryotic translation initiation prominently occurs from the first AUG codon by ribosomal scanning from the 5-cap end of each mRNA. In order to identify cryptic internal translation initiation sites defined by alternative AUG codons on a proteome-wide scale, we generate a customized amino acid sequence database which contain differential AUG-guided tryptic peptide fragments computationally predicted from well-curated Swiss-Prot human protein reference sequences and applied it for high-resolution mass spectrometry-based proteomic analysis.

Results

The ultra-deep proteomic detection based on the real-time search platform on Orbitrap Eclipse Tribrid mass spectrometry system leads to identification of not only more than 26,000 unique peptides from already annotated human protein coding sequences but also 794 novel peptide fragments defined by alternative downstream translation initiation in human cancer cells. Very notably, Tandem Mass Tag-based multiplex quantitative analysis of patient-derived glioblastoma initiating cells uncovers epidermal growth factor-dependent translational regulation on a wide range of differential AUG-guided non-canonical proteoforms as well as cancer-related transcription factors and cell cycle/cell division regulators in a cell-type specific manner.