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発生:bicoid RNAの局在にはエンドソームソーティング複合体との特異的な結合が必要である

Nature 445, 7127 doi: 10.1038/nature05503

bicoidのメッセンジャーRNAは、ショウジョウバエ(Drosophila)の卵の前方に局在し、この部位で翻訳されてBicoidタンパク質のモルフォゲン勾配が作られ、胚の頭部と胸部のパターン形成を引き起こす。bicoidは局在する細胞質性の運命決定因子として初めて同定されものだが、mRNAとそれを前方へ輸送する微小管依存性の経路とがどのように連携するのかよくわかっていない。また、このmRNAは多くのリダンダントなタンパク質からなる複合体によって認識されるとされており、それらのタンパク質はそれぞれ局在因子の3′末端側の 非翻訳領域(UTR)に非特異的に、または低い特異性で結合すると考えられてきた。実際に、bicoid mRNAと共局在することが知られているRNA結合タンパク質はStaufenのみであり、これはin vitroで二本鎖RNAに非特異的に結合する。本研究で我々は、ESCRT-II複合体のすべてのサブユニット(VPS22、VPS25、VPS36)の変異体では、bicoid mRNAの局在化における最後のStaufen依存的な過程が起こらなくなることを示す。ESCRT-IIはユビキチン化されたエンドソームタンパク質を内部小胞へ選別する経路の高度に保存された構成要素であり、活性化した受容体を細胞質から取り除くことによりがん抑制因子として機能する。しかしながら、ESCRT-IおよびIIIの構成因子の変異はbicoid mRNAの局在化に影響しないため、bicoid局在におけるESCRT-IIの役割は、エンドソームでのソーティングとは別の機能であると考えられる。一方VPS36は、そのアミノ酸末端側のGLUEドメインを介して直接的かつ特異的にbicoid 3′UTRのステムループVに結合することにより機能し、これは、bicoid局在シグナルを認識する配列特異的RNA結合タンパク質の最初の例となる。さらにVPS36は、bicoid mRNA依存的に卵母細胞の前方に局在し、その後のStaufenのbicoid複合体への動員に必要とされる。RNA結合複合体としてのESCRT-IIのこの機能は脊椎動物で保存されており、エンドソームでのソーティングとは別の機能のいくつかはこれで説明できるかもしれない。

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