生物工学：リボソームをつなぎ替えて、リボソーム自体のRNAがコードするタンパク質を翻訳
Nature 658, 8136 doi: 10.1038/s41586-026-10962-1
細胞内のタンパク質合成は、リボソームとmRNAの偶然の遭遇に依存しており、生物工学における重要な要求である、単一のタンパク質の生産に向けた翻訳装置の最適化を制限している。解決策になり得る方法の1つは、タンパク質をコードする配列をリボソーム自体に組み込み、リボソームを単一のポリペプチドの合成に専従させることである。このような組み込みが実現可能であることは、RNAワールドモデルにおける長年の課題、すなわち、構成要素が乏しく、十分に組織化されていなかったにもかかわらず、初期のタンパク質合成がどのように安定して機能できたのかという問題に取り組む手段となり得る。リボソームが自身のリボソームRNA（rRNA）を翻訳できるのかは、これまで不明であった。今回我々は、細菌のリボソームが、自身のRNA内にコードされたタンパク質を合成できることを明らかにする。まず、16S rRNAにタンパク質コード配列を付加することで、キメラ型メッセンジャー–リボソームRNA（mrRNA）を作製した。このハイブリッドmrRNAを含む小サブユニットが形成され、それが大サブユニットと結合してRibo-Mを形成する。このリボソームは、mrRNAがコードするタンパク質を翻訳できる。この小サブユニットの機能を損なう変異または抗生物質によって翻訳が起こらなくなることから、mrRNAの翻訳は、キメラmrRNA上に組み立てられたリボソームによってシスに行われていることが明らかになった。サブユニット同士を連結したリボソームにmrRNAを組み込むことでRibo-TMが得られ、そこでは符号化、解読、ペプチド合成が、単一のRNA足場内に統合されている。これらの知見は、リボソームが自身のrRNAをin vivoおよびin vitroで翻訳することの機構的な実現可能性を確立し、直交的なタンパク質生産のための汎用的なプラットフォームと、翻訳の起源に関する知見を提供する。
