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皮膚特異的ノンコーディングRNAから産生される機能的タンパク質

 
~皮膚損傷治癒への応用に期待~

公開日:2021.08.06

 

研究成果 Life & Health Physics & Chemistry

 九州大学生体防御医学研究所の中山 敬一 主幹教授、松本 有樹修 准教授、仁田 暁大 研究員(現 熊本大学・助教)、広島大学大学院医系科学研究科の保田 朋波流 教授、大阪市立大学大学院医学研究科の小澤 俊幸 准教授らの研究グループは、皮膚特異的ノンコーディングRNA(※1)として考えられていたTINCR(※2)から、機能的なタンパク質が産生されていることを明らかにしました。
 TINCRは2013年に皮膚特異的に発現するノンコーディングRNAとして同定・報告されていました。そのため、TINCR RNAからタンパク質ができるとは誰も想定していませんでした。
 本研究グループは、TINCR RNAの一部の領域がヒトとマウスで高度に保存されており、この領域の配列は、ユビキチン様ドメイン(※3)を持つことを突き止めました。さらに、この領域にタグ配列をノックインしたマウスとタンパク質が翻訳されないノックアウトマウスを作製し、TINCRから翻訳されるタンパク質の存在の確認に成功し、そのタンパク質をTUBL(※4)と命名しました。そこで、TUBLタンパク質過剰発現角化細胞とTUBLノックアウトマウスを作製し、角化細胞とマウス皮膚での機能解析を行いました。その結果、TUBLタンパク質を過剰発現すると、角化細胞の細胞増殖が亢進し、TUBLタンパク質をノックアウトすると逆に細胞増殖が低下しました。また、TUBLノックアウトマウスは皮膚の傷害実験で傷の修復が遅延することが明らかとなりました。さらに、TUBLの分子機能を評価すると、タンパク質分解を制御するプロテアソーム(※5)の構成因子との結合が認められ、プロテアソームを介した細胞周期制御を行っていることが示唆されました。
 本研究により、これまではノンコーディングRNAとして考えられてきたTINCRから機能的なタンパク質であるTUBLが産生され、皮膚の角化細胞の細胞増殖に寄与していることが明らかとなりました。本研究成果は、2021年8月5日(木)午後14時(米国東部時間)に国際科学雑誌「PLOS Genetics」で公開されました。なお、用語解説は別紙を参照。

(参考図)TINCR RNAから翻訳されるTUBLタンパク質 2013年にノンコーディングRNAとして報告されて以来、皮膚科学におけるノンコーディングRNAとしての地位を確立してきたTINCRが、実際にはTUBLタンパク質を翻訳しており、これが角化細胞の細胞増殖に機能していることを明らかにしました。

用語解説

(※1)ノンコーディングRNA:タンパク質に翻訳されず、RNAそのものに機能がある遺伝子の総称です。

(※2)TINCR:Terminal differentiation-Induced Non Coding RNA(TINCR)の略で、皮膚の分化と共に発現が上昇するものとして同定された遺伝子で、これまではノンコーディングRNAと考えられてきました。

(※3)ユビキチン様ドメイン:ユビキチンという76アミノ酸からなるタンパク質に類似した配列を持ち(ユビキチン様)、それが特定の機能や構造をもつことで他とは区別できる領域(ドメイン)の事を指します。

(※4)TUBL:TINCR-encoded ubiquitin-like proteinの略で、TINCRからコードされるタンパク質の名称です。

(※5)プロテアソーム:細胞内でタンパク質を選択的に分解することができる、複数の構成因子からなる巨大な複合体で、様々な生理現象に関与しています。

研究者からひとこと
TINCRは皮膚科学の業界で最も有名なノンコーディングRNAの一つです。今回の発見は、これまでの常識が、実際には異なるというケースの一例です。
科学の進歩によって、今後も真の生物学が詳らかになることが期待されます。

論文情報

タイトル:
著者名:
Akihiro Nita, Akinobu Matsumoto, Ronghao Tang, Chisa Shiraishi, Kazuya Ichihara, Daisuke Saito, Mikita Suyama, Tomoharu Yasuda, Gaku Tsuji, Masutaka Furue, Bumpei Katayama, Toshiyuki Ozawa, Teruasa Murata, Teruki Dainichi, Kenji Kabashima, Atsushi Hatano, Masaki Matsumoto, Keiichi I. Nakayama 
掲載誌:
PLOS Genetics, 2021 
 

研究に関するお問い合わせ先

生体防御医学研究所 中山 敬一 主幹教授