オートファジーによるｍＲＮＡ分解の選択性を発見～遺伝子発現におけるオートファジーの新たな働き～

2021-04-20

2021-04-19 東京工業大学,理化学研究所,科学技術振興機構

ポイント

これまでオートファジーは主にたんぱく質の分解機構として理解されてきたため、ＲＮＡ分解の選択性やその生物学的意義は不明だった。
出芽酵母を用いてオートファジーによりメッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）が選択的に分解され、遺伝子発現を制御することを発見した。
オートファジーによるＲＮＡ分解に関わる液胞内ＲＮＡ分解酵素は哺乳動物にまで保存されており、今後選択的なｍＲＮＡ分解と疾患との関連の解明が期待される。

東京工業大学科学技術創成研究院細胞制御工学研究センターの牧野支保　研究員、川俣朋子　助教、大隅良典　栄誉教授および理化学研究所開拓研究本部岩崎ＲＮＡシステム生化学研究室の岩崎信太郎　主任研究員らの研究グループは、たんぱく質の情報を担うメッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）がオートファジーによって選択的に分解されることを明らかにした。

オートファジーは自己の細胞構成成分を分解する機構で、代謝の恒常性維持に貢献している。これまでオートファジーは主にたんぱく質の分解機構として理解されてきたが、最近、遺伝情報を担う核酸（ＲＮＡ）の分解も担うことが明らかになってきた。しかしＲＮＡ分解の選択性やその生物学的意義は不明だった。

本研究ではオートファジーによって分解されるｍＲＮＡに選択性があることを発見した。また分解されやすいｍＲＮＡは、ｍＲＮＡの情報をたんぱく質に変換するリボソームとの結合をオートファジー誘導後に維持していることが明らかとなった。本研究によりオートファジーがリボソームと結合したｍＲＮＡを選択的に分解することで、遺伝子の発現に関わるという新たな現象を発見した。

研究成果は英国科学誌「ＮａｔｕｒｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」で４月１９日（現地時間）に公開される。

本研究は、日本学術振興会（ＪＳＰＳ）科学研究費補助金基盤研究（Ｓ）「オートファジーの生理機能の統合的理解（研究代表者：大隅良典）」、同若手研究（Ｂ）「オートファジーによるＲＮＡ分解の分子機構と生理的意義の解明（研究代表者：牧野支保）」、科学技術振興機構（ＪＳＴ）戦略的創造研究推進事業ＡＣＴ－Ｘ「オートファジーによる選択的ｍＲＮＡ分解機構の解明」（研究者：牧野支保、ＪＰＭＪＡＸ２０１Ｅ）」、文部科学省（ＭＥＸＴ）科学研究費補助金学術変革領域研究（Ｂ）「新規Ｄｉｓｏｍｅ－Ｓｅｑ法：パラメトリックなリボソーム渋滞の網羅的探索（研究代表者：岩崎信太郎）」、同新学術領域研究「液胞／リソソームにおける核酸分解過程の生理生化学的解析（研究代表者：堀江朋子）」による支援を受けて行われた。

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