ＲＮＡ編集による神経軸索再生制御機構の解明

神経軸索再生は線虫から哺乳動物まで種を超えて保存された機構であるが、その詳細にはまだ不明な点が多く残されている。線虫C. elegansでは、分泌因子SVH-1が頭部神経から分泌され、増殖因子として受容体チロシンキナーゼSVH-2を介してJNK型MAPK経路を活性化し神経軸索再生を制御する。また、SVH-1はプロテアーゼとして受容体非依存的に幼虫期の生育も制御する。そのため、SVH-1が増殖因子として神経軸索再生を制御するためにはプロテアーゼ活性が不活性化される必要があるが、そのメカニズムは不明であった。本研究ではSVH-1機能変換の制御因子として、シチジンデアミナーゼSVH-17に着目した。まず、SVH-17が神経軸索再生に関与することを見出し、SVH-1 -SVH-2経路で機能することを明らかにした。次にSVH-17は切断神経でなく、svh-1が特異的に発現する頭部神経で機能することを明らかにした。さらに、svh-17変異体の軸索再生率低下はSVH-1のプロテアーゼ活性に必要な触媒三残基の1つであるHis-755(CAU)をチロシン(UAU)へ置換したsvh-1(H755Y)の発現で抑圧されることを明らかにし、実際にsvh-1 mRNAでHis-755をコードするC2263が低頻度にUへ変換されることを示した。興味深いことにC2263周辺はステムループ構造を形成する。この構造にアミノ酸が変化しないように変異を導入したところ、svh-1変異体の幼虫致死の表現型はレスキューしたのに対し、軸索再生率低下はレスキューしなかった。ここでさらにHis-755をチロシンへ置換することで、軸索再生率低下はレスキューされ、幼虫致死の表現型はレスキューしなかった。加えて、svh-17は幼虫期では発現せず、成虫期で発現するようになることを示した。以上の結果から、SVH-17は成虫期にsvh-1 mRNAのC2263周辺のステムループ構造を認識し、C2263を特異的にUへ変換することでSVH-1のプロテアーゼ活性を不活性化し、神経軸索再生を制御することが示唆された。

神経軸索再生は線虫から哺乳動物まで種を超えて保存された機構であるが、その詳細にはまだ不明な点が多く残されている。線虫C. elegansでは、分泌因子SVH-1が頭部神経から分泌され、増殖因子として受容体チロシンキナーゼSVH-2を介してJNK型MAPK経路を活性化し神経軸索再生を制御する。また、SVH-1はプロテアーゼとして受容体非依存的に幼虫期の生育も制御する。そのため、SVH-1が増殖因子として神経軸索再生を制御するためにはプロテアーゼ活性が不活性化される必要があるが、そのメカニズムは不明であった。本研究ではSVH-1機能変換の制御因子として、シチジンデアミナーゼSVH-17に着目した。まず、SVH-17が神経軸索再生に関与することを見出し、SVH-1 -SVH-2経路で機能することを明らかにした。次にSVH-17は切断神経でなく、svh-1が特異的に発現する頭部神経で機能することを明らかにした。さらに、svh-17変異体の軸索再生率低下はSVH-1のプロテアーゼ活性に必要な触媒三残基の1つであるHis-755(CAU)をチロシン(UAU)へ置換したsvh-1(H755Y)の発現で抑圧されることを明らかにし、実際にsvh-1 mRNAでHis-755をコードするC2263が低頻度にUへ変換されることを示した。興味深いことにC2263周辺はステムループ構造を形成する。この構造にアミノ酸が変化しないように変異を導入したところ、svh-1変異体の幼虫致死の表現型はレスキューしたのに対し、軸索再生率低下はレスキューしなかった。ここでさらにHis-755をチロシンへ置換することで、軸索再生率低下はレスキューされ、幼虫致死の表現型はレスキューしなかった。加えて、svh-17は幼虫期では発現せず、成虫期で発現するようになることを示した。以上の結果から、SVH-17は成虫期にsvh-1 mRNAのC2263周辺のステムループ構造を認識し、C2263を特異的にUへ変換することでSVH-1のプロテアーゼ活性を不活性化し、神経軸索再生を制御することが示唆された。