ゲノム情報を守るタンパク質の機能を解明〜機能ドメインがなくても働くSquash〜

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2026-07-21 京都大学

京都大学と大阪大学の研究グループは、ショウジョウバエ卵巣をモデルに、生殖細胞のゲノム安定性を維持するpiRNA経路の因子「Squash(Squ)」の機能を解明した。piRNAは、ゲノムを不安定化させる転移因子(トランスポゾン)の活動を抑制する小分子RNAであるが、Squの役割はこれまで不明だった。研究の結果、Squは機能ドメインを持たないにもかかわらず、RNAヘリカーゼSpindle-Eの補因子としてpiRNA前駆体の処理を促進するとともに、piRNA経路の中心因子AGO3タンパク質の安定化にも不可欠であることを明らかにした。これにより、SquがpiRNAを効率的に増幅する「ピンポンサイクル」の維持に重要な役割を果たすことが示された。また、本研究はAlphaFoldによるタンパク質複合体構造予測を実験で検証した成果でもあり、AIを活用した仮説生成と生命科学研究の有効性を示す事例となった。

ゲノム情報を守るタンパク質の機能を解明〜機能ドメインがなくても働くSquash〜
河口真一、ChatGPT5.5で作成したものを改変

<関連情報>

Squashは、ショウジョウバエの卵巣においてSpindle-E依存性の異種piRNA増幅を可能にする Squash enables Spindle-E-dependent heterotypic piRNA amplification in the Drosophila ovary

Xin Xu ∙ Taichiro Iki ∙ Shinichi Kawaguchi ∙ Toshie Kai
iScience  Published:July 20, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.116920

Highlights

  • Squ loss reduces Ago3 protein, impairing heterotypic piRNA amplification
  • Squ interacts with Spn-E to enable efficient piRNA biogenesis
  • Squ stabilizes Ago3 independently of Spn-E

Summary

The PIWI-interacting RNA (piRNA) pathway represses mobile transposable elements (TEs) to protect genome integrity in animal gonads. In Drosophila ovaries, piRNAs are generated in the nuage, a membrane-less organelle enriched with piRNA factors. Squash (Squ) is a key component for piRNA-mediated TE silencing, but its molecular function remains unclear. Here, we show that loss of Squ impairs piRNA biogenesis, causing abnormal accumulation of precursor transcripts and destabilization of Ago3. Reduction of Ago3 enhances Aub-Aub homotypic ping-pong instead of Aub-Ago3 heterotypic piRNA amplification. Furthermore, we demonstrate that Squ acts as a cofactor of the RNA helicase spindle-E (Spn-E), which is crucial for piRNA biogenesis. Disrupting the Squ-Spn-E interaction leads to TE de-repression and defective precursor processing, indicating that Squ cooperates with Spn-E to ensure proper piRNA biogenesis. Together, these findings identify Squ as a critical factor for Spn-E-dependent heterotypic piRNA amplification in the Drosophila ovary.

細胞遺伝子工学
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