膵臓機能を守る新たな分子機構を解明 -Hisメチル化酵素METTL18がタンパク質合成と恒常性を制御-

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2026-03-06 理化学研究所

理化学研究所の研究チームは、酵素METTL18が膵臓の正常な機能維持に重要な役割を果たす分子機構を明らかにした。METTL18はリボソームタンパク質RPL3のヒスチジン残基をメチル化する酵素で、タンパク質合成の進行速度を調節する働きを持つ。CRISPR-Cas9によりMettl18遺伝子を欠損させたマウスを解析した結果、膵臓でタンパク質の異常な凝集が起こり、小胞体ストレスや炎症反応が誘導されることが判明した。これにより膵臓機能が低下し、高血糖・低インスリンなど糖尿病様の症状が現れた。また、METTL18欠損細胞では特定のコドンの読み取り速度が変化し、タンパク質折り畳みの異常につながる可能性も示された。本成果は、Hisメチル化によるタンパク質合成制御が膵臓の恒常性維持に重要であることを示し、糖尿病など代謝疾患の新たな分子機構解明や治療標的の探索に貢献すると期待される。

膵臓機能を守る新たな分子機構を解明 -Hisメチル化酵素METTL18がタンパク質合成と恒常性を制御-
METTL18欠損マウスにおける膵臓機能障害

<関連情報>

METTL18は適切な翻訳とタンパク質恒常性を維持することで膵臓の機能を確保する METTL18 ensures pancreatic function by maintaining proper translation and proteostasis

Tadahiro Shimazu, Megumi Gowa, Ayane Kataoka, Takehiro Suzuki, Kotaro Tomuro, Yuichi Shichino, Naoshi Dohmae, Shintaro Iwasaki, Yoichi Shinkai
Molecular Metabolism  Available online: 17 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.molmet.2026.102337

Highlights

  • Mettl18 knockout mice develop diabetes and show partial preweaning lethality.
  • Loss of Mettl18 reduces N3-histidine methylation in pancreatic protein lysates.
  • Mettl18 deficiency globally alters translation and accelerates elongation at proline codons.
  • Mettl18 maintains proteostasis and suppresses ER stress in the pancreas.

Abstract

Methyltransferases fine-tune various biomolecules by site-specific methylation. METTL18, an N3-position-specific histidine methyltransferase, modifies H245 of the ribosomal protein RPL3 (uL3), thereby regulating translation dynamics and proteostasis. However, the physiological role of this enzyme in vivo remains to be elucidated. Here, we show that METTL18 is essential for pancreatic function by regulating translation and suppressing protein aggregation. Mettl18 knockout (KO) mice exhibited partial preweaning lethality, and the surviving mice showed a marked reduction in N3-histidine methylation in the pancreas, diabetic phenotypes, and accumulation of pancreatitis-associated proteins. Ribosome profiling in a pancreatic acinar cell line revealed that loss of METTL18 caused global translational alterations, including accelerated elongation at proline codons. The improper ribosome traverse compromises protein folding, resulting in the aggregation of pancreatitis-associated proteins, including Reg1, and activation of the unfolded protein response. Our findings establish histidine methylation as a physiologically important post-translational modification and highlight METTL18 as a key regulator of pancreatic function through the maintenance of proteostasis.

医療・健康
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