分子神経科学：マウス脳における単一細胞レベルでアイソフォーム特異的な翻訳プロファイル

脳には、mRNA翻訳を調節する転写後機構の最も豊富なレパートリーがある。これらの中でも、選択的スプライシングは細胞タイプの特異性を導くことが示されており、その障害は神経疾患と強く関連付けられている。しかし、単一細胞分解能で、アイソフォーム感受性を持つmRNA翻訳のゲノム規模での測定はまだ行われていない。この課題に取り組むために、今回我々は、マウス脳にRibo-STAMP（Surveying Ribosomal Targets by APOBEC-Mediated Profiling）を適用し、これをショートリードおよびロングリードの単一細胞RNA塩基配列解読と組み合わせた。我々は、生後25日目のマウス海馬において初のアイソフォーム感受性の単一細胞トランスレートームを作成し、1641の遺伝子について3857の選択的転写産物の細胞タイプ特異的な翻訳を発見して、8種類の異なる細胞タイプ内および細胞タイプ間で異なる翻訳を受ける同一遺伝子のアイソフォームを特定した。CA1ニューロンとCA3ニューロンでの高い翻訳状態と低い翻訳状態が明らかになり、高い状態ではシナプス遺伝子と代謝遺伝子が多く認められた。CA3はCA1と比較して基底の翻訳状態が高く、このことは、新規に合成されたタンパク質の代謝標識と、翻訳装置構成成分の免疫組織化学によって確認された。この利用しやすいプラットフォームは、細胞タイプ特異的およびアイソフォーム特異的な翻訳が脳の生理機能や疾患を駆動する仕組みについて、我々の理解を深めるものとなる。

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