ウイルスに対抗する自然免疫の新しい分子機構を解明~RNA上を移動するLGP2がMDA5を呼び込み抗ウイルス応答を引き起こす~

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2026-01-20 東京科学大学

東京科学大学と東京大学の研究チームは、自然免疫においてウイルスRNAを認識する新たな分子機構を解明した。免疫受容体LGP2がウイルス由来RNA上をATP依存的に移動し、MDA5を呼び込むことで抗ウイルス応答を開始することを明らかにした。本研究では、高速原子間力顕微鏡とクライオ電子顕微鏡を用いて、LGP2がRNA上でMDA5の「足場」となり、通常は反応しにくい短い二本鎖RNA上でも効率的なMDA5フィラメント形成を促進する様子を直接観察した。さらに、形成されたフィラメントがマイクロクラスターを作り、下流のMAVS活性化を強力に誘導することが示された。本成果は、ウイルスRNA認識の基本原理を明らかにするとともに、より安全で効果的なmRNAワクチンや免疫制御薬の開発への応用が期待される。

ウイルスに対抗する自然免疫の新しい分子機構を解明~RNA上を移動するLGP2がMDA5を呼び込み抗ウイルス応答を引き起こす~
図1. LGP2:MDA5:RNA複合体のクライオ電子顕微鏡構造

<関連情報>

LGP2によるMDA5の核形成とフィラメント形成の分子メカニズム Molecular mechanism of MDA5 nucleation and filament formation by LGP2

Nina Kurihara, Yukari Isayama, Jiayan Zhang, Takashi Yamashita, Kentaro Awaji, Yukiko Ito, Ayumi Yoshizaki, Takahisa Kouwaki , Hiroyuki Oshiumi , Hiroshi Nishimasu, Mikihiro Shibata, Osamu Nureki , Kazuki Kato
Molecular Cell  Available online: 19 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.12.019

Highlights

  • LGP2 enables MDA5 sensing of short dsRNAs to enhance antiviral immunity
  • LGP2 binds dsRNA ends and translocates internally via ATP hydrolysis
  • LGP2 nucleates MDA5 assembly on internal dsRNA stems via its capping loop
  • LGP2:MDA5 microclusters promote robust MAVS-mediated signaling

Summary

LGP2, a RIG-I-like receptor, plays a crucial role in antiviral immunity by enhancing MDA5 activity against specific viral infections. Here, using biochemical assays, cryo-electron microscopy (cryo-EM), and high-speed atomic force microscopy, we reveal that LGP2 initially binds to the ends of double-stranded RNA (dsRNA) and subsequently translocates along the RNA via ATP hydrolysis. Our cryo-EM structure demonstrates that LGP2 forms filament-like assemblies with MDA5 along the internal region of dsRNA, promoting MDA5 filament nucleation. Additionally, LGP2 and MDA5 form short RNA filaments, which are further cross-bridged via caspase activation and recruitment domain (CARD)-CARD interactions, leading to the formation of filament microclusters. These microclusters, in turn, stimulate mitochondrial antiviral signaling (MAVS) filament formation. Our findings uncover a dynamic interplay between LGP2 and MDA5, revealing a previously unrecognized mechanism that enhances antiviral immune responses.

細胞遺伝子工学
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