1つの遺伝子から生まれた2つのタンパク質が神経細胞誕生の 「アクセル」と「ブレーキ」を担う ―小脳発達におけるアイソフォームの新たな働きを発見―

ad

2026-07-28 国立精神・神経医療研究センター

国立精神・神経医療研究センター(NCNP)の研究グループは、マウス小脳の発達過程において、Meis1遺伝子から生じる2種類のアイソフォームが、神経細胞誕生のタイミングを相反する作用で制御することを明らかにした。全長型のMEIS1-FLは核内で転写因子として働き、神経前駆細胞の分化を促進する「アクセル」の役割を担う。一方、MEIS1-HdLは細胞質でCUL3とCOP9シグナロソームを介してATOH1のユビキチン化・分解を抑制し、ATOH1を安定化させることで前駆細胞の未分化性と増殖性を維持する「ブレーキ」として機能することを解明した。これにより、1つの遺伝子由来のアイソフォームが異なる細胞内局在と分子機構を通じて脳発達を精密に制御することが示された。本成果は、神経発生の基本原理を深めるとともに、神経発達障害や腫瘍など、細胞の増殖・分化異常に関わる疾患の理解や治療研究への応用が期待される。

1つの遺伝子から生まれた2つのタンパク質が神経細胞誕生の 「アクセル」と「ブレーキ」を担う ―小脳発達におけるアイソフォームの新たな働きを発見―
図1 今回の発見の概略図 -2つのMEIS1アイソフォームによる神経前駆細胞の運命制御-

<関連情報>

Meis1アイソフォームの多様性は、異なる細胞内区画におけるATOH1分解を制御することにより、神経前駆細胞の分化を統制する Meis1 isoform diversity orchestrates neural progenitor differentiation by regulating ATOH1 degradation at distinct subcellular compartments

Tomoo Owa ,Toma Adachi ,Ryo Shiraishi,Kentaro Ichijo,Kaiyuan Ji,Minami Mizuno,Kyoka Suyama,Kayo Nishitani,Ikuko Hasegawa,Masaki Sone,Daisuke Kawauchi,Tomoki Nishioka,Shinichiro Taya , [ … ]
PLOS Biology  Published: July 13, 2026
DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3003897

Abstract

The development of the complex nervous system is strictly controlled by diverse isoforms produced from individual genes, but the underlying machinery remains unclear. Our long-read cDNA sequencing of mouse cerebellar granule cell progenitors (GCPs) identifies more than 700 genes with high isoform diversity. One such gene, Meis1, produces MEIS1-FL and MEIS1-HdL isoforms, which include and lack the homeodomain, respectively. Our previous study showed that MEIS1-FL localizes to nuclei and promotes ATOH1 protein degradation through transcriptional regulation, thereby promoting GCP differentiation. In contrast, our in vivo electroporation experiments in the postnatal mouse cerebellum show that MEIS1-HdL inhibits GCP differentiation. MEIS1-HdL localizes in the cytoplasm and inhibits the degradation of ATOH1 mediated by CUL3, which is a newly identified E3 ligase for ATOH1. MEIS1-HdL enhances the binding of the COP9 signalosome to CUL3, which suppresses ATOH1 polyubiquitination. This study demonstrates that functionally antagonistic isoforms derived from a single gene cleverly control neural progenitor differentiation.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました