新規G蛋白質群を介したナンセンス変異をもつmRNAの分解経路の解析

新型 G 蛋白组介导的无义突变 mRNA 降解途径分析

基本信息

批准号：
14657578
负责人：
堅田利明
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657578/
关键词：
G蛋白質 mRNA分解 NMD経路 Ski7蛋白質 UPF因子翻訳終結因子エキソヌクレアーゼ

项目摘要

真核生物には、転写・複製中のエラーや不適切なスプライシングによって生じたナンセンス変異をもつmRNAを選択的に分解する機構として、UPF因子群が介在するnonsense-mediated decay (NMD)経路が存在する。このNMDの作用によりナンセンス変異をもつ転写産物からC末端側が欠失した蛋白質が翻訳されることは通常ない。先に申請者らは、翻訳終結に関わるG蛋白質eRF3を単離し、このeRF3ファミリーに属する新規G蛋白質であるSki7が細胞質におけるmRNA分解の基本的因子であることを初めて明らかにした。本研究においては、以下に示すように、NMDには新規な分解経路が介在すること、さらにこの分解経路にはUPF因子群とSki7間の相互作用が必要であることを見出した。これは、UPF因子群とmRNA分解マシーナリーの機能的関連を示した初めての知見であり、ナンセンス変異がNMDを活性化する機構を理解する上で大きな手掛かりであると考える。1、既知のNMD分解経路を抑制してもナンセンス変異をもつmRNAの分解は促進する。2、新規な分解経路は、UPF因子群のみならずSki7も必要である。3、Ski7はUPF因子群と相互作用する。4、Ski7のUPF因子群相互作用部位の強制発現により、新規経路を介した分解のみが抑制される。多くの遺伝病はナンセンス変異が原因としており、そのmRNAはNMDによりが潜在化している。ナンセンス変異を含む転写産物をNMDから回避させることによって遺伝病原因遺伝子を同定し、より良い治療法を見出せる可能性もあり、上記の知見はNMD経路を標的とした新しい遺伝病の診断・治療法への応用にも有用である。

真核生物具有由 UPF 因子介导的无义介导的衰变 (NMD) 途径，该途径选择性地降解由转录/复制过程中的错误或不适当剪接引起的无义突变的 mRNA。由于 NMD 的作用，具有无义突变的转录本中 C 末端缺失的蛋白质通常不会被翻译。此前，申请人分离出了参与翻译终止的G蛋白eRF3，并首次揭示了属于eRF3家族的新型G蛋白Ski7是细胞质中mRNA降解的基本因素。在本研究中，我们发现NMD涉及一种新的降解途径，并且该降解途径需要UPF因子和Ski7之间的相互作用，如下所示。这是第一个证明 UPF 因子与 mRNA 降解机制之间功能关系的发现，我们相信这是理解无义突变激活 NMD 机制的主要线索。 1.即使已知的NMD降解途径被抑制，具有无义突变的mRNA的降解也会被促进。 2.新的降解途径不仅需要UPF因子，还需要Ski7。 3.Ski7与UPF因子相互作用。 4. Ski7 的 UPF 因子组相互作用位点的强制表达仅通过新途径抑制降解。许多遗传疾病是由无义突变引起的，它们的 mRNA 由于 NMD 而变得潜在。通过避免含有NMD无义突变的转录本，我们或许能够识别导致遗传性疾病的基因并找到更好的治疗方法。上述发现提出了针对NMD途径的遗传性疾病的新诊断和治疗方法，这对于应用也很有用。