インスリン受容体基質とRNAの相互作用を介した新規タンパク質合成誘導機構の解明

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本研究は、IGF/インスリンに応答したrRNAの転写後分子修飾制御によりリボソーム成熟・タンパク質合成の活性化がおこるという新規タンパク質合成誘導機構を提案するものである。この機構の証明のために、IGF/インスリンの細胞内シグナル伝達に重要な分子であるIRSが意外なことにU96AsnoRNAと呼ばれるRNAと相互作用するという最近の申請者の発見に着目し研究を遂行する。具体的には、IGF/インスリン刺激に応答したIRSによるU96AsnoRNAの産生の制御機構、IRSと相互作用した。野生型マウス胎仔由来繊維芽細胞(MEF)とIRS-1ノックアウトマウス由来MEFにおけるU96Aの存在量をノザンブロッティングにより解析・比較した結果、IRS-1ノックアウトマウス由来のMEFではU96A量が野生型と比べて3割減少していることを見出した。このことはIRS-1がU96Aの量を正に制御していることを示唆している。IRSとmRNAスプライシング関連因子が相互作用しているという我々の最近の知見を併せ、IRS-1がU96Aのホスト遺伝子であるRACK1 pre-mRNAのスプライシングを促進することでU96Aの量制御に関わっている可能性が考えられた。また、本年度はIRS-1とU96Aの結合を抑制する手法を開発するために、RNA pull down assayでIRS-1とU96Aの結合部位の同定を試みた。種々の領域を欠いたIRS変異体をin vitro転写により放射性標識したU96Aと混合した後、種々のIRS-1変異体と共免疫沈降されるRNAを抽出し、Urea-PAGEにより分離後オートラジオグラムによりU96Aを検出した。その結果、U96AはIRS-1のN末端側に存在するPH・PTBドメインと結合することが明らかにした。現在、この領域を細胞に過剰発現して、内在性のIRS-1とU96Aの相互作用を阻害する手法を構築中である。IRS-1は、受容体との結合に必要であることがわかっているPH・PTBドメインを介してU96Aと複合体を形成し、何らかの機構でU96Aの量を制御していることが示唆された。IRS-1は、PH・PTBドメインを介したRNAとの相互作用により新規の機能を有することが考えられ、インスリンやインスリン様成長因子の生理活性発現調節機構を解明する上で意義深い。U96Aを含むsnoRNAはリボソームの成熟・活性化に関与することが明らかになっていることから、今後IRS-1とsnoRNAの相互作用の意義を解明することでIGFに応答したタンパク質合成制御の全く新しい機構を解明できると期待している。