卵は受精後に翻訳の波を生み出す~生命現象を進行させる新たな仕組みを解明~

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2026-06-25 北海道大学

北海道大学の研究グループは、動物の受精卵において、受精後にタンパク質合成(翻訳)が「第一の波」と「第二の波」の二段階で秩序立って進行する新たな仕組みを明らかにした。受精直後、不活性状態にあった一部のmRNAが約1時間以内に活性化され、第一の翻訳の波でRNA結合タンパク質Ewsr1bが合成される。このEwsr1bが次に複数のmRNAの翻訳を促進し、第二の翻訳の波を形成することで、受精後に始まる転写や胚発生に必要なタンパク質が順次合成されることが判明した。また、第一の波は短い3’非翻訳領域(3’UTR)を持つewsr1b mRNAとHuRタンパク質の分解によって制御され、長い3’UTRを持つewsr1b mRNAは第二の波で翻訳されることも明らかとなった。さらに、第二の波で合成されたEwsr1bは核内へ移行することが確認された。本研究は、受精卵が時間順序を保ちながら発生を進める翻訳制御の基本原理を解明した成果であり、発生生物学や生殖医療の理解に重要な知見を提供する。

卵は受精後に翻訳の波を生み出す~生命現象を進行させる新たな仕組みを解明~
受精後の翻訳の波。卵は多くの不活性なmRNAを持つ(受精卵)。受精後1時間で複数のmRNAが活性化し、この第一の波で合成されたEwsr1bタンパク質は、第二の波の形成を促進する。合成されたタンパク質は、発生の様々な現象を進行させる。

<関連情報>

選択的3’UTRとRNA結合タンパク質、Ewsr1bとHuR、Syncripは胚発生を進行させるために翻訳の連続した波を形成する Alternative 3′ UTRs and RNA-binding proteins Ewsr1b, HuR, and Syncrip organize sequential waves of translation to drive embryonic development

Keisuke Sato ∙ Ludivine Fierro ∙ Anyu Suginishi ∙ Takahiro Sanada ∙ Tomoya Kotani
Cell Reports  Published:Published: June 13, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117557

Highlights

  • The first wave of translation including ewsr1b mRNA begins within 1 h postfertilization
  • The synthesized Ewsr1b promotes the second wave of translation including pou5f3 mRNA
  • HuR and Syncrip decline postfertilization, promoting the first and second waves, respectively
  • The sequential waves of translation drive diverse developmental processes

Summary

Eggs of many species accumulate thousands of dormant mRNAs that are translated after fertilization at specific times and locations to direct development. However, how embryos coordinate translation of these mRNAs remains unclear. In this study, we identify sequential waves of translation critical for proper development progression. The first wave occurs within 1 h and includes translation of ewsr1b mRNA that harbors a short 3′ untranslated region (UTR) comprising 16 nucleotides. The resulting Ewsr1b protein triggers the second translation wave through binding cytoplasmic mRNAs, including pou5f3, which encodes a transcription factor promoting zygotic genome activation. In contrast, HuR and Syncrip repress translation until the first and second waves, respectively. ewsr1b mRNA that has a long 3′ UTR is translated in the second wave, and the 3′ UTR’s length determines protein localization and function. Overall, our findings reveal previously unknown molecular principles that coordinate translation timings and protein functions to drive long-term, multilayered processes.

細胞遺伝子工学
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