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構造生物学:マウス細胞質格子の構造

Nature 654, 8118 doi: 10.1038/s41586-026-10442-6

受精卵は、卵母細胞内の母体由来貯蔵物にほぼ完全に依存して、発生開始が確実に成功するようにしている。哺乳類の卵母細胞の細胞質格子(CPL)には母体で発現されるタンパク質が貯蔵されていて、これらは胚形成に必須の役割を担っている。CPLを構成する複数の因子が損なわれると初期胚の発生停止が引き起こされ、哺乳類では不妊につながる。しかし、CPLの組み立ておよび貯蔵の基盤となっている機構はほとんど分かっていない。今回我々は、無傷のマウスCPLの繰り返し単位(約4 MDa)について、3.74 Å分解能のクライオ電子顕微鏡構造を報告する。この繰り返し単位は、枠組み、伸長したリンカーおよびCPLコアという3要素からなる構造を示す。外側の枠組みは、PADI6の十量体と皮質下母性複合体(SCMC)から構築されている。NLRP4Fによって形成された2つのリンカーが、この枠組みを重合させ、伸長したフィラメントが形成される。CPLコアでは、エピジェネティック調節因子UHRF1がPADI6、UBE2D、NLRP14によって捕捉され、核内への進入とユビキチンリガーゼ活性を阻害するコンパクトな自己阻害コンホメーション状態をとっている。加えて、CPLコアは、GTPが結合したα/βチューブリンヘテロ二量体と不活性なSCF E3ユビキチンリガーゼ構成成分(FBXW–SKP1複合体)を、抑制されているが均衡が取れた状態で貯蔵している。これらの特徴から、CPLは動的な調節プールであって、卵母細胞から胚への移行の間の迅速な微小管組み立てと厳密に制御されたユビキチン化を可能にしていることが確認された。まとめると、この擬似in situ構造は、CPLの組み立てと貯蔵モジュールの組織化を明らかにしており、さらに、CPLが卵母細胞および初期胚発生における母性因子の調節のための特殊なタンパク質恒常性細胞小器官であることを確証している。

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