東北大学
学際科学フロンティア研究所

私たちの体を構成する多彩な細胞のほとんどは同一のゲノムを持ちます。この「同じゲノムから多彩な細胞がどのようにして生まれるか」は、生物学における未解決の問題です。ゲノムからの遺伝子発現は主に転写と翻訳という二つの段階からなりますが、これまで転写については細胞種間の違いが詳細に明らかにされてきた一方で、翻訳の多様性についてはその多くが不明でした。

 

DNAの情報を写し取った（転写した）mRNAは、「タンパク質工場」であるリボソームと結合し、そこでタンパク質が合成されます。東北大学学際科学フロンティア研究所の市之瀬敏晴准教授、生命科学研究科の谷本拓教授らの研究グループは、ショウジョウバエの神経細胞とグリア細胞において、mRNAと結合するリボソームの数を定量することで、mRNAあたりの翻訳効率を細胞種間で比較しました。その結果、神経細胞とグリア細胞で翻訳効率が大きく異なる遺伝子を網羅的に同定することに成功し、特に神経機能に重要な遺伝子はグリア細胞での翻訳効率が極端に低く、その抑制には、上流のタンパク質をコードしない配列（5’UTR）が重要な役割を果たしていることを発見しました。
本研究は、翻訳制御による細胞種多様性の創成メカニズムを明らかにしたといえます。

 

本成果は7月16日、生物学分野の専門誌eLifeに掲載されました。

 

 

 
図1. 神経機能に重要な遺伝子は、神経細胞では活発に翻訳される一方、グリア細胞では上流非翻訳領域（5’ UTR）でリボソームが停滞し、翻訳が抑制される。

 

論文情報：
タイトル：Translational regulation enhances distinction of cell types in the nervous system
著者：*市之瀬敏晴、近藤周、菅野舞、七野悠一、水戸麻理、岩崎信太郎、*谷本拓
*責任著者：東北大学学際科学フロンティア研究所 准教授 市之瀬敏晴、東北大学大学院生命科学研究科 教授 谷本拓
掲載誌：eLife
DOI：doi.org/10.7554/eLife.90713
URL: https://elifesciences.org/articles/90713v1

 

プレスリリース：
東北大学
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/08/press20240802-02-mrna.html