神経回路の形成に重要なmRNAのメチル化~細胞体でのメチル化が成長円錐での翻訳を制御~

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2025-06-03 理化学研究所

理化学研究所の研究チームは、神経回路形成におけるmRNAのメチル化修飾(m⁶A)の役割を解明しました。RNA結合タンパク質APCのmRNAにm⁶A修飾があると、YTHDF1タンパク質がこれを認識し、細胞体でのAPCタンパク質の翻訳を促進します。このAPCは、アクチンmRNAを軸索内に輸送し、成長円錐での局所的な翻訳を助け、軸索の伸長を支えます。YTHDF1やm⁶A修飾酵素METTL14の機能を阻害すると、APCの翻訳効率が低下し、アクチンmRNAの輸送や成長円錐の形成、軸索の伸長が抑制されました。さらに、自閉スペクトラム症や統合失調症に関連するMETTL14遺伝子の変異をマウスで再現したところ、APCの翻訳や軸索形成に異常が見られました。この研究は、m⁶A修飾が神経回路形成に重要であり、神経発達障害の理解や治療法開発に貢献する可能性を示しています。成果は『Cell Reports』誌に掲載されました。

神経回路の形成に重要なmRNAのメチル化~細胞体でのメチル化が成長円錐での翻訳を制御~
YTHDF1による細胞体でのAPC翻訳促進と、APCによる成長円錐でのアクチン翻訳促進

<関連情報>

m6A RNAメチル化を介したグローバルAPC発現制御は、β-アクチンの局所翻訳と軸索の発達に必要であ m6A RNA methylation-mediated control of global APC expression is required for local translation of β-actin and axon development

Loic Broix ∙ Rohini Roy ∙ Belal Shohayeb ∙ Ikumi Oomoto ∙ Hiroki Umeshima ∙ Dan Ohtan Wang
Cell Reports  Published:May 20, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.115727

Highlights

•APC expression in the neuronal soma is m6A dependent

•The m6A machinery controls β-actin mRNA axonal transport and translation via APC expression

•m6A/YTHDFs/APC pathway is required for axon development

Summary

The spatial regulation of mRNAs in neurons, including their localization and translation, is controlled by RNA-binding proteins and is critical for neuronal development. In this study, we present evidence that the multifunctional RNA-binding protein adenomatous polyposis coli (APC) is encoded by an mRNA modified with N6-methyladenosine (m6A). This modification facilitates the translation of APC in neuronal somata via YTH domain-containing family (YTHDF) m6A reader proteins. Disrupted APC expression, caused by reduced expression of the m6A writer METTL14 or reader YTHDF1, or by overexpression of METTL14 mutants carrying human missense mutations linked to autism and schizophrenia, impairs the transport and local translation of APC-regulated target mRNA β-actin in axons and growth cones. Such disruptions consequently hinder axon development both in vitro and in vivo. These findings reveal a mechanism by which m6A-regulated global expression of the RNA-binding protein APC governs axonal mRNA translation and development.

医療・健康
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