| 研究課題/領域番号 |
20K06497
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43010:分子生物学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
島津 忠広 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (10618771)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | メチル化 / 翻訳後修飾 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者はこれまで、ヒト培養細胞においてこれまでに知られているHisメチル化酵素をノックアウト（KO）した場合に、細胞内タンパク質中のπメチルHis含量およびτHis含量が顕著に減少することを見出している。しかしながら、そのようなKO細胞中でも40%程度のπメチルHis、10%程度のτメチルHisが残存していたことから、未発見のタンパク質Hisメチル化酵素が存在することが強く示唆される。そこで本研究では、『未知のタンパク質Hisメチル化酵素は何であるのか、またその生命機能は何か？』を問いたい。
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| 研究成果の概要 |
METTL18の標的基質探索を試みた結果、リボソームタンパク質であるRPL3が基質となることを発見した 。このRPL3メチル化およびMETTL18がリボソームの翻訳機能に与える影響について、理研・岩崎RNAシステム生化学研究室との共同研究により解析したところ、METTL18 KO細胞ではTyrコドンの伸長が早く進み、タンパク質翻訳異常が起こりやすいことを見出した。
また、CARNMT1によってHisメチル化を受ける複数の基質タンパク質を同定した。このうちU2AF1のHis37のメチル化率がほぼ100%であり、CARNMT1 KO細胞ではスプライシング(CE) が変化することが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究開始当時、未知であったHis残基のpiメチル化酵素としてMETTL9とCARNMT1を研究対象とした結果、これら2つの酵素がともに複数の基質を修飾するタンパク質His残基のpiメチル化酵素であることを明らかにした。METTL9のノックアウトマウスは正常に発生し目立った異常が見られなかった一方で、本研究で作出したCARNMT1ホモノックアウトマウスは胎生13.5日付近で致死になったことから、Hisメチル化修飾は生命機能に必須の役割を持つものと考えられる。今後、胚発生に重要な役割を果たすHisメチル化修飾を明らかにすることで、生命の基本原理を解明することにつながることが期待される。
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