疾患予防に不可欠な遺伝子の機能を解明(Researchers Decipher Gene’s Critical Function That Prevents Disease)

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2025-09-02 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)

カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究チームは、遺伝子 TRIM37 の重要な役割を解明し、極めて稀な遺伝疾患「Mulibrey nanism」の細胞レベルでの発症メカニズムを説明した。通常、TRIM37は細胞分裂時に染色体を分配する紡錘体と、それを組織する中心体の制御に関与する。研究により、TRIM37が「異常な中心体タンパク質クラスター」を認識して分解する“モブブレーカー”として機能し、余分な紡錘体極の形成を防ぐことが判明。TRIM37を欠失した細胞では追加の紡錘体極が生じ、染色体分配が乱れてゲノム不安定性を引き起こす。これはMulibrey nanism患者の細胞で見られる異常と一致する。また、TRIM37の働きは、HIVなどのウイルスを排除する関連TRIMタンパク質の仕組みと類似していることも示された。本成果は、発生異常や腫瘍リスクを伴う同疾患の理解を深めるだけでなく、細胞分裂制御とウイルス防御に共通する分子論理を示すものである。研究論文は『Nature Structural and Molecular Biology』に掲載された。

疾患予防に不可欠な遺伝子の機能を解明(Researchers Decipher Gene’s Critical Function That Prevents Disease)

The image shows a normal mitotic cell (left) compared to a cell lacking TRIM37 (right), with spindle microtubules (green), centrosomal protein centrobin (magenta) and DNA (white). Normal cells have two spindle poles that ensure proper cell division. Cells lacking TRIM37 frequently have extra spindle poles, containing a cluster of centrobin molecules, that disrupt proper cell division.  Patients with Mulibrey namism lack TRIM37 and their cells show similar extra spindle poles.

<関連情報>

TRIM37はペプチドモチーフ認識と基質依存性オリゴマー化により異所性紡錘体極形成を阻止する TRIM37 prevents ectopic spindle pole assembly by peptide motif recognition and substrate-dependent oligomerization

Andrew Bellaart,Amanda Brambila,Jiawei Xu,Francisco Mendez Diaz,Amar Deep,John Anzola,Franz Meitinger,Midori Ohta,Kevin D. Corbett,Arshad Desai & Karen Oegema
Nature Structural & Molecular Biology  Published:25 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41594-025-01562-0

Abstract

Tightly controlled duplication of centrosomes, the primary microtubule-organizing centers of animal cells, ensures bipolarity of the mitotic spindle and accurate chromosome segregation. The RING–B-box–coiled coil ubiquitin ligase tripartite motif-containing protein 37 (TRIM37), whose loss is associated with elevated chromosome missegregation and the tumor-prone human developmental disorder Mulibrey nanism, prevents the formation of ectopic spindle poles assembling around structured condensates that contain the centrosomal protein centrobin. Here, we show that TRIM37’s tumor necrosis factor receptor-associated factor (TRAF) domain, which is unique in the extended TRIM family, engages peptide motifs in centrobin to suppress condensate formation. TRIM family proteins form antiparallel coiled-coil dimers with RING–B-box domains at each end. Oligomerization resulting from RING–RING interactions and conformational regulation through B-box 2–B-box 2 interfaces are essential for TRIM37 to suppress centrobin condensate formation. These results indicate that, similar to antiviral TRIM ligases, TRIM37 activation is coupled to detection of oligomerized substrates, facilitated by recognition of specific motifs in the substrate, to enforce ubiquitination-mediated clearance of ectopic centrosomal protein assemblies.

医療・健康
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