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~

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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「Nature Communications」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。

詳しい資料は≫

<論文タイトル>
“Selectivity of mRNA degradation by autophagy in yeast”
DOI:10.1038/s41467-021-22574-6
<お問い合わせ先>

<研究に関すること>
牧野 支保(マキノ シホ)
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 研究員

岩崎 信太郎(イワサキ シンタロウ)
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 主任研究員

<JST事業に関すること>
前田 さち子(マエダ サチコ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部

<報道担当>
東京工業大学 総務部 広報課
理化学研究所 広報室 報道担当
科学技術振興機構 広報課

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