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構造生物学:トリパノソーマのミトコンドリアにおけるRNA編集カスケードの構造基盤

Nature 657, 8132 doi: 10.1038/s41586-026-10831-x

トリパノソーマのミトコンドリアで行われるウリジンの挿入と除去によるmRNA編集の分子機構は、これを行う多酵素装置が極めて動的であるため、いまだに解明されていない。今回我々は、RNA編集基質結合複合体(RESC)と、RNA編集触媒複合体1または2(RECC1またはRECC2)によって形成される超分子集合体をエディトソームと定義し、約1 MDaのRECC1とRECC2のクライオ電子顕微鏡構造を提示する。これらのリボ核タンパク質は、頭部、胸部様のコア、尾部、複数の翼部からなるトンボに似た構造をしており、それぞれ、ウリジンの除去カスケードとウリジンの挿入カスケードを触媒する。どちらのRECCでも、1個の活性なRNアーゼIIIドメインと3個の不活性なRNアーゼIIIドメインを含む四量体のコアが、ガイドRNA(gRNA)–mRNA二本鎖を捕捉する。一方、補助的なジンクフィンガーが除去部位と挿入部位を識別し、mRNA切断に適した配置に基質を配置する(第1段階)。周縁部のオリゴヌクレオチド結合フォールドを持つ3つのヘテロ四量体が、コアに柔軟に結合し、空間的に適応可能な反応チャンバーを形成する。尾部は、ウリジンを除去するエキソヌクレアーゼとウリジンを付加するウリジリルトランスフェラーゼを動員する(第2段階)。これに対して翼部は、構造形成を担う1分子のtRNAによる調整の下でRNAリガーゼを配置し、編集されたmRNAを再連結する(第3段階)。まとめるとこれらの構造は、gRNAに導かれた基質認識、mRNA切断、ウリジンの除去と挿入、そして連結が、単一の巨大分子装置にどのように統合されているかを明らかにしている。この構造が、RNA編集における情報伝達の機構を規定する。

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