哺乳動物ｍRNAのキャップ構造特異的なN6メチルアデノシン修飾の生合成と機能解析

N6-メチルアデノシン(m6A)修飾は真核生物のmRNAに豊富な化学修飾であり、内部におけるm6A修飾はmRNAの安定性や翻訳を制御することで細胞の様々な機能に関与している。一方で脊椎動物では5'cap構造に続く1塩基にもm6A修飾が存在するが、その生合成や生理学的な意義は未解明であった。申請者はこれまでの研究過程において生合成を担う遺伝子(CAPAM)を同定し、cap構造におけるm6A修飾形成過程を解明した。また生理学的な意義として細胞の酸化ストレス応答に関与していること、およびm6A修飾がmRNAの翻訳効率を向上していることを見出した。本研究ではm6A修飾がどのような遺伝子の発現を制御することで細胞の酸化ストレス応答に寄与しているのか、またm6A修飾がどのような因子を介してmRNAの翻訳効率に寄与しているのかを解明することで、cap構造におけるm6A修飾の意義の解明を目指す。本年度は、m6A修飾がmRNAの翻訳効率に寄与する機構を解析するために、内在遺伝子の転写・翻訳機構を可能な限り正確に模倣したレポーター翻訳アッセイの系の構築に注力した。またこれを用いてm6A修飾を認識する候補因子の機能的関係性の探索を進めた。またCOVID-19の感染拡大に考慮して、新型コロナウイルスのRNAメチル化酵素の阻害剤の探索も並行して行った。共同研究を行い、すでに約20万化合物からのスクリーニングを終え、培養細胞において新型コロナウイルスの増殖を抑制する化合物を取得した。それらに関してより詳細な分子機構を明らかにするためにSPR測定および複合体のX線結晶構造解析を進めた。

N6-メチルアデノシン(m6A)修飾は真核生物のmRNAに豊富な化学修飾であり、内部におけるm6A修飾はmRNAの安定性や翻訳を制御することで細胞の様々な機能に関与している。一方で脊椎動物では5'cap構造に続く1塩基にもm6A修飾が存在するが、その生合成や生理学的な意義は未解明であった。申請者はこれまでの研究過程において生合成を担う遺伝子(CAPAM)を同定し、cap構造におけるm6A修飾形成過程を解明した。また生理学的な意義として細胞の酸化ストレス応答に関与していること、およびm6A修飾がmRNAの翻訳効率を向上していることを見出した。本研究ではm6A修飾がどのような遺伝子の発現を制御することで細胞の酸化ストレス応答に寄与しているのか、またm6A修飾がどのような因子を介してmRNAの翻訳効率に寄与しているのかを解明することで、cap構造におけるm6A修飾の意義の解明を目指す。本年度は、m6A修飾がmRNAの翻訳効率に寄与する機構を解析するために、内在遺伝子の転写・翻訳機構を可能な限り正確に模倣したレポーター翻訳アッセイの系の構築に注力した。またこれを用いてm6A修飾を認識する候補因子の機能的関係性の探索を進めた。またCOVID-19の感染拡大に考慮して、新型コロナウイルスのRNAメチル化酵素の阻害剤の探索も並行して行った。共同研究を行い、すでに約20万化合物からのスクリーニングを終え、培養細胞において新型コロナウイルスの増殖を抑制する化合物を取得した。それらに関してより詳細な分子機構を明らかにするためにSPR測定および複合体のX線結晶構造解析を進めた。