KAIST（韓国科学技術院）生物科学科のユンギジュン教授の研究チームは、神経細胞が特定のリボ核酸（RNA）を軸索の先端まで正確に輸送する分子的原理を明らかにした。RNAに付着する化学的マーカー「m6A」が、必要なRNAを選別する「配送マーカー」として機能することが確認された。
14日、KAISTによると、研究チームはRNAに付着する化学的変化であるm6Aが神経細胞の長い通路である軸索の先端まで特定のRNAを運ぶ過程に関与していることを明らかにした。この研究結果は国際学術誌『ネイチャー・コミュニケーションズ』に7月30日付で掲載された。
神経細胞は細胞体から長く伸びた軸索と樹状突起を通じて他の神経細胞と接続される。脳が正常に発達し機能するためには、細胞中心で生成されたRNAが遠く離れた神経細胞の先端まで正確に伝達される必要があるが、どのRNAをどのように選別して輸送するのかは十分に解明されていなかった。
研究チームは、m6AをRNAに付着させるメチル化酵素が機能しない実験用マウスを分析した結果、神経突起が正常に成長しない現象を確認した。続いて、高精度分析技術「m6A-SAC-seq」を活用し、マウスの脳RNAにおけるm6Aが付着した位置を塩基単位で確認する高解像度マップを作成し、軸索の成長に必要なRNAにもm6Aがマークされていることを確認した。
研究チームは、このマーカーを認識してRNAを実際に移動させる過程も解明した。タンパク質「YTHDF2」がm6Aが付着したRNAを認識し、「FMRP」、「KIF5C」タンパク質と共にRNAを神経細胞の先端まで運ぶことが示された。YTHDF2はこれまで主に不要なRNAの分解を助けるタンパク質として知られていたが、今回の研究によりRNAの輸送にも関与する新たな機能が確認された。
YTHDF2とm6Aの調節異常は、自閉症などの神経発達疾患やアルツハイマー病などの退行性脳疾患との関連が先行研究で報告されている。研究チームは今回明らかにした「RNA配送エラー」の概念を通じて、正常に生成されたRNAが必要な位置まで届けられない現象と脳疾患の関連性を解明するための後続研究を進める計画である。研究チームは現在、人間の神経細胞や患者由来のiPSC、脳オルガノイドでも類似のm6Aマップを構築していると述べた。
今回の研究には、KAIST生物科学科のクボンサン・ファンヒソン学生とアジット・クマール博士が共同第1著者として参加した。研究は科学技術情報通信部韓国研究財団（NRF）の新進研究事業とポスコ青岩財団、ソギョンベ科学財団の支援を受けて実施された。
* この記事はAIによって翻訳されました。
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