ゲノム内の「撹乱DNA」を抑え込む新戦略―ウイルス抑制因子を転用した新規抑制機構の解明―

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2026-04-30 京都大学

理化学研究所などの研究グループは、ゲノム内で転移する「撹乱DNA」であるLINE-1レトロトランスポゾンを、ウイルス抑制因子HERC5が制御する新たな仕組みを解明した。LINE-1は自己複製して別のゲノム領域へ挿入され、進化に寄与する一方で遺伝子破壊を引き起こすリスクがある。本研究では、HERC5がLINE-1由来タンパク質ORF1pの翻訳を特異的に阻害することで、転移そのものを抑制することを発見した。従来不明だった内在性レトロトランスポゾン制御機構に新たな視点を与える成果であり、LINE-1活性と関連する老化やがんの進行理解にも貢献する。今後、トランスポゾン抑制技術や関連疾患の治療法開発への応用が期待される。

ゲノム内の「撹乱DNA」を抑え込む新戦略―ウイルス抑制因子を転用した新規抑制機構の解明―
HERC5によるLINE-1の抑制メカニズム:ゲノム上を移動(転移)するLINE-1は、自身の転移に必要なタンパク質(ORF1p)を作り出す。
(図作成:西森奎、Created with BioRender.com)

<関連情報>

インターフェロン誘導型遺伝子産物HERC5はISG化非依存的な機構により、ヒトLINE-1レトロトランスポゾンの転移を抑制する The interferon-stimulated gene product HERC5 inhibits human LINE-1 retrotransposition with an ISGylation-independent mechanism

Kei Nishimori,Ahmad Luqman-Fatah,Yuzo Watanabe,Mari Takahashi,Takuhiro Ito,Fuyuki Ishikawa,Tomoichiro Miyoshi
Nucleic Acids Research   Published:30 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/nar/gkag334

Abstract

Mobilization of Long INterspersed Element-1 (LINE-1 or L1) compromises genome stability and can cause sporadic genetic diseases. Accordingly, cells have evolved multiple mechanisms to restrict L1 retrotransposition. Several interferon-stimulated genes (ISGs) that interact with cytoplasmic L1 ribonucleoproteins (RNPs), which contain the L1-encoded proteins ORF1p and ORF2p, have been identified as suppressors of L1 retrotransposition. We previously reported that the ISG protein HECT and RLD domain containing E3 ubiquitin-protein ligase 5 (HERC5) efficiently inhibits L1 retrotransposition. While HERC5 is known to restrict numerous viruses through ISGylation, how HERC5 inhibits L1 remains to be elucidated. Here, we show that HERC5 inhibits L1 retrotransposition through an ISGylation-independent mechanism. HERC5 interacts with L1 RNA and selectively reduces ORF1p levels in a manner that requires the full-length ORF1p expression. We further demonstrate that HERC5 decreases L1 translation efficiency and alters L1 RNP composition. Our comparative analysis further suggests that HERC5 may have acquired its L1-inhibitory function during the evolution of the small HERC family. These findings uncover a previously unidentified mechanism by which an ISG protein associates with and inhibits L1 and suggest a role for HERC5 as an evolutionarily adapted restriction factor that expands the repertoire of cellular defenses against retrotransposons.

細胞遺伝子工学
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