神経変性疾患に関わる異常なタンパク質合成を制御する仕組みを解明~異常なタンパク質合成の仕組みに迫り、新たな治療戦略の可能性を提示~

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2025-10-31 東京科学大学

東京科学大学などの共同研究チームは、筋萎縮性側索硬化症(ALS)や前頭側頭型認知症(FTD)に関わる異常なタンパク質合成(RAN翻訳)の制御機構を解明した。ヒト由来の再構成型翻訳系と細胞実験を用いて、翻訳開始因子eIF1AとeIF5BがRAN翻訳を抑制する働きを持つことを発見。さらに、細胞ストレス時にはeIF1Aが逆に翻訳促進に関与することが判明した。これにより、神経変性疾患の病態進行を分子レベルで説明できる新知見が得られ、RAN翻訳の制御を標的とした新しい治療法開発への道を開く成果となった。

神経変性疾患に関わる異常なタンパク質合成を制御する仕組みを解明~異常なタンパク質合成の仕組みに迫り、新たな治療戦略の可能性を提示~
図1. RAN翻訳の概略図
タンパク質が合成されないと考えられていた遺伝子領域から、さまざまなタンパク質が作られ、それらが細胞毒性を示す。

<関連情報>

標準的な翻訳因子eIF1AとeIF5Bは、反復配列に関連する非AUG翻訳の開始段階を調節する Canonical translation factors eIF1A and eIF5B modulate the initiation step of repeat-associated non-AUG translation

Hayato Ito, Kodai Machida, Yuzo Fujino, Mayuka Hasumi, Soyoka Sakamoto, Yoshitaka Nagai, Hiroaki Imataka, Hideki Taguchi
Nucleic Acids Research  Published:08 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1093/nar/gkaf994

Abstract

Nucleotide repeat expansions, such as the GGGGCC repeats in C9orf72, associated with C9-ALS, are linked to neurodegenerative diseases. These repeat sequences undergo a noncanonical translation known as repeat-associated non-AUG (RAN) translation. Unlike canonical translation, RAN translation initiates from non-AUG codons and occurs in all reading frames. To identify potential regulators of RAN translation, we employed a bottom-up approach using a human factor-based reconstituted cell-free translation system to recapitulate RAN translation. This approach revealed that omission of either eIF1A or eIF5B enhanced the translation in all reading frames of C9orf72-mediated RAN translation (C9-RAN), suggesting that eIF1A and eIF5B act as repressors of RAN translation. eIF1A and eIF5B are known to contribute to the fidelity of translation initiation. In HEK293T cells, double knockdown of eIF1A and eIF5B further promoted C9-RAN compared to single knockdowns, indicating that these factors regulate C9-RAN through distinct initiation steps. Furthermore, under eIF1A knockdown conditions, the enhancement of RAN translation via the integrated stress response (ISR) was not observed in HEK293T cells, indicating that eIF1A is involved in the ISR-mediated non-AUG translation.

医療・健康
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