免疫制御タンパク質の多量化機構を解明―タンパク質が集まることがシグナルとなる―

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2026-05-27 京都大学

Kyoto Universityを中心とする共同研究グループは、自然免疫シグナル伝達に重要なタンパク質MyD88が形成する多量体構造と、そのシグナル制御機構を解明した。MyD88は病原体認識受容体からの情報を細胞内へ伝える際に分子同士が集積することが知られていたが、その意義は不明だった。研究グループは、高速原子間力顕微鏡(HS-AFM)によるリアルタイム観察とクライオ電子顕微鏡解析を組み合わせ、MyD88がリング状の多量体を形成し、崩壊後も再構築される動的な構造を持つことを発見した。さらに、原子レベル解析により、多量化そのものが免疫シグナル活性化の基盤となることを明らかにした。この成果は、「タンパク質が集まること自体がシグナルとなる」という新たな分子原理を示すものであり、悪性リンパ腫やシュニッツラー症候群などMyD88関連疾患の病態理解や創薬研究への応用が期待される。

免疫制御タンパク質の多量化機構を解明―タンパク質が集まることがシグナルとなる―
MyD88が形作るリング状の多量体構造。左図:高速原子間力顕微鏡(HS-AFM)により捉えた多量体が一部崩壊した後に再構築されていく様子。右図:クライオ電子顕微鏡法(cryo-EM)により明らかになった原子レベルでの多量体の詳細モデル。nm(ナノメートル)は0.000000001mのこと。

<関連情報>

自然免疫シグナル伝達における受容体誘導型MyD88多量体形成の構造機構 Structural Mechanism of Receptor-Triggered MyD88 Oligomeric Assembly in Innate Immune Signaling

Kazuki Kasai,Kayo Imamura,Masatoshi Uno,Shiho Nukui,Naotaka Sekiyama,Tomoko Miyata,Fumiaki Makino,Ryusei Yamada,Yoshiki Takahashi,Noriyuki Kodera,Keiichi Namba,Hidenori Ohnishi,Akihiro Narita,Hiroki Konno & Hidehito Tochio
Nature Communications  Published:17 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-71836-8  Unedited version

Abstract

MyD88 plays a pivotal role in Toll-like receptor (TLR) and interleukin-1 family signaling through its oligomerization upon receptor activation, leading to downstream protein recruitment. The Toll/interleukin-1 receptor domain of MyD88 (TIRMyD88) is responsible for this receptor-mediated oligomerization, but the detailed mechanism involved remains elusive. Here we investigate the structure of TIRMyD88 oligomers and their interactions with TLRs. Cryoelectron microscopy reveals that tandemly arrayed TIRMyD88 subunits form an antiparallel double-stranded filament that can further form rings and cylindrical filaments. Moreover, the self-assembly of TIRMyD88 in vitro is markedly accelerated by dimeric rather than monomeric receptor TIRs, possibly reflecting the signal initiation step in vivo. High-speed atomic force microscopy further captures the dynamic processes of oligomerization of TIRMyD88, in addition to its direct interaction with the receptor TIRs. These results reveal a regulatory mechanism of TIRMyD88 oligomerization underlying the signal initiation step.

細胞遺伝子工学
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