ヒッチハイク: 脳細胞における mRNA の輸送システムが明らかに

まとめ：研究者らは、mRNA が脳細胞内でどのように分布するかについての理解において大幅な進歩を遂げました。 彼らは、FERRYと呼ばれるタンパク質複合体が初期エンドソーム（EE）がmRNAをニューロンの離れた部分に運ぶのを助けていることを発見した。

彼らは、極低温電子顕微鏡を使用して、FERRY の構造とそれがどのように mRNA に結合するかを解明しました。 これらの発見は、mRNA 輸送障害によって引き起こされる神経障害についての理解が深まる可能性があります。

重要な事実:

ソース：マックス・プランク研究所

ドレスデン、ドルトムント、フランクフルト・アム・マイン、ゲッティンゲンのMPI研究所のチームが力を合わせて、ニューロンにおけるメッセンジャーRNAの輸送を担うタンパク質複合体の初の証拠を獲得した。

遠い、近い！

「これらの出版物は、脳細胞における mRNA 分布の根底にあるメカニズムの解明に大きな進歩をもたらしました」とマリノ ゼリアル氏は言います。 細胞は、mRNA を設計図として、リボソームを 3D プリンターとして使用して、重要なタンパク質を生成します。

「しかし、脳細胞には、克服すべきロジスティック上の課題があります。それは、脳内で数センチメートルにも及ぶ枝を持つ木のような形状です。

「これは、何千ものmRNAを核から遠く離れた場所に輸送する必要があることを意味しており、これは国全体のスーパーマーケットに適切に供給するための物流作業に似ています」と、この研究の筆頭著者であるヤン・シューマッハー氏は言う。

これまで研究者らは、キャリアの役割は後期エンドソームと呼ばれる細胞内の球状コンパートメントにあると考えていた。 しかし、MPIの科学者らは、初期エンドソーム（EE）と呼ばれる別の形態のコンパートメントも、細胞内の道路網に沿って両方向に移動できるため、mRNAキャリアとして適していると主張している。

ドレスデンの MPI の Marino Zerial が主導した最初の論文で、科学者たちは FERRY (5 サブユニット エンドソーム Rab5 および RNA/リボソーム中間体) と呼ばれるタンパク質複合体の機能を発見しました。

ニューロンでは、FERRY は EE に結合しており、輸送中に固定ストラップと同様に機能します。FERRY は mRNA と直接相互作用して EE に保持し、したがって脳細胞内での mRNA の輸送と分布のロジスティックキャリアになります。

複雑な詳細

しかし、FERRYはどのようにしてmRNAに結合するのでしょうか? そこで登場するのがMPIドルトムントのステファン・ラウンザーのグループだ。

2 番目の出版物では、Dennis Quentin et al. たちは、極低温電子顕微鏡 (cryo-EM) を使用して、FERRY の構造と、この複合体が EE と mRNA の両方に結合することを可能にする分子の特徴を推測しました。

解像度 4 オングストロームの FERRY の新しい 3D 原子モデルは、コイルドコイル ドメインを含む RNA 結合の新しいモードを示しています。 科学者らはまた、一部の遺伝子変異がFERRYのmRNA結合能力にどのように影響し、神経障害を引き起こすのかについても説明した。

「私たちの研究は、mRNAの輸送または分布の失敗によって引き起こされる神経障害をより包括的に理解するための基礎を築き、治療上関連する標的の同定にもつながる可能性があります」とラウンサー氏は言う。

著者：ヨハン・ヤルゾンベクソース：マックス・プランク研究所接触：ヨハン・ヤルゾンベク – マックス・プランク研究所画像：画像は Neuroscience News にクレジットされています

独自の研究:オープンアクセス。「ヒト FERRY Rab5 エフェクター複合体による mRNA 結合の構造基盤」Stefan Raunser et al. 分子細胞

抽象的な

ヒトFERRY Rab5エフェクター複合体によるmRNA結合の構造基盤

五量体 FERRY Rab5 エフェクター複合体は、mRNA の細胞内分布における mRNA と初期エンドソームの間の分子結合です。

ここでは、ヒトFERRYのクライオEM構造を決定します。 これは、Rab エフェクターの既知の構造とはまったく似ていない、独特のクランプ状の構造を明らかにしています。

機能研究と変異研究を組み合わせた結果、Fy-2のC末端コイルドコイルはFy-1/3とRab5の結合領域として機能するが、コイルドコイルとFy-5の両方が同時にmRNAに結合することが明らかになった。