大阪大學,科學技術振興機構(JST)

令和3年6月29日

大阪大學
科學技術振興機構(JST)

霊長類細胞は二刀流で熱ストレスに対処する

~RNA構造體による遺伝子発現制御機構の発見~

ポイント

大阪大學 大學院生命機能研究科の二宮 賢介 特任講師(常勤)、廣瀬 哲郎 教授(大學院理學研究科 兼任)らの研究グループは、細胞が高溫(熱ストレス)にさらされたときに核內で作られる構造體「核內ストレス體」が、高溫ストレスから回復する過程で2つの異なるメカニズムを併用して遺伝子発現を調節していることを明らかにしました。

核內ストレス體は、霊長類の細胞に特有の構造體で、熱ストレスによって転寫されるHSATIIIノンコーディングRNA(lncRNA)を足場にして作られます。これまでに、本研究グループは、核內ストレス體が制御たんぱく質のリン酸化反応の「るつぼ」として働き、RNAスプライシングを制御していることを明らかにしてきましたが、この核內ストレス體がさらなる新たな制御機能を持っていることが示唆されていました。

今回、本研究グループは、HSATIIIが核內でRNAのメチル化修飾を受けること、これに伴って、核內ストレス體が周囲からメチル化関連たんぱく質を吸い込んで閉じ込めてしまう「スポンジ」として働き、周囲のmRNAのメチル化修飾を抑えていることを発見しました。その結果、RNAのメチル化修飾によって起こるスプライシングが抑制されていることも分かりました。さらに、前述の「るつぼ」と今回明らかとなった「スポンジ」は、HSATIIIのRNA配列の大半を占めるGGAAUという同じ5塩基の反復配列が足場となり、そのメチル化の有無によってそれぞれ異なるたんぱく質を集めてくることで、異なる機能を発現することが明らかになりました。以上により、核內ストレス體は、共通のlncRNA骨格による「スポンジ」と「るつぼ」という2つの機構を通した溫度依存的なRNAスプライシング制御を行う多機能構造體であることが明らかになりました。今後、霊長類特有の熱ストレス応答機構の解明や霊長類への進化の謎に迫ることが期待できます。

本研究成果は、歐州科學誌「The EMBO Journal」に、2021年6月29日(火)に公開されます。

本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 CREST(JPMJCR20E6)、JST 戦略的創造研究推進事業 ERATO(JPMJER2002)、日本學術振興會 科學研究費補助金、日本學術振興會 科學研究費助成事業 新學術領域研究「非ゲノム情報複製」「RNAタクソノミ」「先進ゲノム支援」の一環として行われました。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“m6A-modification of HSATIII lncRNAs regulates temperature-dependent splicing”
DOI:10.15252/embj.2021107976

<お問い合わせ先>

(英文)“m6A modification of HSATIII lncRNAs regulates temperature-dependent splicing”

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