mRNA品質管理に関わるタンパク質リン酸化酵素SMG-1の活性制御機構の解明

阐明蛋白激酶SMG-1参与mRNA质量控制的活性控制机制

• 批准号: 07J11603
• 负责人: 泉 奈津子
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J11603/
• 关键词: NMD; SMG-1; PIKK; リン酸化; mRNA分解

本年度はSMG-1結合タンパク質として同定したRUVBL1、RUVBL2とSMG-1の関わりについて解析を行った。RUVBL1、RUVBL2は進化的に保存されたATPaseであり、転写、テロメア維持、RNA修飾をはじめ多様な細胞機能に関与する。当初RUVBL1、RUVBL2をSMG-1の結合タンパク質として同定したが、その後の解析からRUVBL1、RUVBL2はSMG-1だけではなく、SMG-1の属するPIKK(Phosphoinositide3-kinase related kinase)ファミリーの全てのタンパク質と相互作用すること、さらに全てのPIKKの量を制御していることが明らかとなった。RUVBL1、RUVBL2の機能阻害は全PIKKタンパク質の減少を引き起こし、PIKK下流のリン酸化シグナルを抑制する。またRUVBL1、RUVBL2によるPIKK量の制御には少なくともmRNAレベルでの制御が介在していること、RUVBL1、RUVBL2のATPase活性が必要であることも明らかにした。さらにRUVBL1、RUVBL2とSMG-1に着目した解析から、RUVBL1、RUVBL2がSMG-1の量の制御とは独立にNMDに関与していることを見出した。RUVBL1、RUVBL2は初期翻訳段階のmRNP(mRNAタンパク質複合体)と相互作用し、NMDにおいて異常mRNAを認識するmRNAサーベイランス複合体の形成を促進する。さらにRUVBL1、RUVBL2のいずれの機能阻害もNMDのレポーターmRNAを安定化する。これらの結果から、RUVBL1、RUVBL2はNMDにおけるSMG-1の機能複合体であるmRNA監視複合体の形成を制御することにより、NMDに必須の役割を果たしていることが明らかとなった。上記の結果から、RUVBL1、RUVBL2がPIKKの量的制御およびNMDにおけるPIKK(SMG-1)の機能複合体の形成制御という2つのレベルでPIKKの機能を制御していることが明らかとなった。PIKKファミリーのタンパク質群はゲノム安定性と遺伝子発現の正確性を保障する役割を担っていることから、PIKKの共通の制御因子の発見は極めて重要な知見であり、ゲノムの維持や遺伝子発現全体の制御に、新しい局面をもたらす研究成果といえる。これらの研究成果はScience Signaling誌に掲載され、"Masters of integrity(無傷性の支配者)"として紹介された。

今年，我们分析了RUVBL1，RUVBL2和SMG-1之间的关系，这些关系被鉴定为SMG-1结合蛋白。 RUVBL1和RUVBL2是进化保守的ATPases，与各种细胞功能有关，包括转录，端粒维护和RNA修饰。最初，RUVBL1和RUVBL2被鉴定为SMG-1的结合蛋白，但随后的分析表明，Ruvbl1和Ruvbl2不仅与SMG-1相互作用，而且与Pikk中的所有蛋白质相互作用（phoseositide3- kinase与SMG-1属于SMG-1属于的属于SMG-1属的族）以及所有PIKKS的含量。 RUVBL1和RUVBL2功能的抑制会导致总皮克蛋白的降低，并抑制Pikk下游的磷酸化信号。还揭示了Ruvbl1和Ruvbl2对Pikk水平的调节至少在mRNA水平下调节介导，并且需要RUVBL1和RUVBL2的ATPase活性。此外，从重点介绍RUVBL1，RUVBL2和SMG-1的分析中，我们发现RUVBL1和RUVBL2独立于控制SMG-1量的NMD参与。 RUVBL1和RUVBL2在早期翻译阶段与MRNP（mRNA蛋白复合物）相互作用，并促进了识别NMD中异常mRNA的mRNA监测复合物的形成。此外，抑制RUVBL1和RUVBL2稳定了NMD的记者mRNA。这些结果表明，RUVBL1和RUVBL2通过调节MRNA监测复合物的形成，这是NMD的基本作用，NMD中的SMG-1的功能复合物。以上结果表明，RUVBL1和RUVBL2在两个级别上调节了Pikk的功能：Pikk的定量控制和NMD中Pikk（SMG-1）的功能复合物的形成。随着Pikk家族的蛋白质群在确保基因组表达的基因组稳定性和准确性中发挥作用，发现Pikk的常见调节剂是一个非常重要的发现，可以说，研究结果将带来基因组维持和整体基因表达控制的新方面。这些发现发表在科学信号中，并作为“正直大师”。

项目成果

SMG-8 and SMG-9, two novel subunits of the SMG-1 complex, regulate remodeling of the mRNA surveillance complex during nonsense-mediated mRNA decay

• DOI: 10.1101/gad.1767209
• 发表时间: 2009-05-01
• 期刊: GENES & DEVELOPMENT
• 影响因子: 10.5
• 作者: Yamashita, Akio;Izumi, Natsuko;Ohno, Shigeo
• 通讯作者: Ohno, Shigeo

SMG-1 の新規結合タンパク質SMG-8, SMG-9はSMG-1の活性抑制因子である

SMG-1 的新型结合蛋白 SMG-8 和 SMG-9 是 SMG-1 活性抑制剂。

• 发表时间: 2007
• 作者: 泉 奈津子;山下 暁朗;鹿島 勲;森田 智子;村松 玲子;岩松 明彦;Philip Anderson;大野 茂男
• 通讯作者: 大野 茂男

p50 ATPaseによるPIKK(Phosphoinositide3-kinase related kinase)を介した遺伝子発現監視機構の制御

p50 ATPase 通过 PIKK（磷酸肌醇 3 激酶相关激酶）调节基因表达监测机制

• 发表时间: 2009
• 作者: 泉奈津子;山下暁朗;岩松明彦;倉田理恵;中村浩輝;平野久;大野茂男
• 通讯作者: 大野茂男