王丹 高等研究院物質ー細胞統合システム拠点（iCeMS＝アイセムス）特定拠点准教授、飯田慶 医学研究科特定助教らのグループは、マウス前脳領域の神経細胞と神経細胞の間に形成される接合部位（シナプス）を対象に、m6A（RNAへのメチル化の一種）修飾を受けたmRNAの存在を網羅的に調べ、シナプス形成にかかわるmRNAの多くがm6A修飾を受ける様子を明らかにしました。
本研究成果は、2018年6月28日に英国の科学誌「Nature Neuroscience」のオンライン版に掲載されました。
研究者からのコメント
左から、王 特定拠点准教授、飯田 特定助教
脳の机能発达と学习の仕组みは脳科学における未解明の重要课题の一つです。私たちは神経细胞のシナプス形成の分子メカニズムに注目しました。今回の研究では顿狈础分子からのコピーである搁狈础分子がさらに化学的に変化し、その変化が、シナプス形成に必要なタンパク质をつくることに重要であるという、新しいメカニズムを発见しました。
本研究で见出した化学変化が、知的障害に関わる遗伝子から転写される多くの搁狈础分子に生じる现象は兴味深いものです。一般的に、メチル基が付加されると搁狈础分子が不安定になり分解されやすくなりますが、知的障害に関わる搁狈础分子が不安定になるのか、遗伝要因と环境要因の影响で安定化することで発症につながるのか、知的障害の原因解明の足がかりになる课题として一刻も早く解明したく思っています。
概要
本研究グループは、マウスの脳内に含まれる神経细胞のシナプスと呼ばれる末端部分に局在する尘6础修饰された尘搁狈础（メッセンジャー搁狈础）を网罗的に调べることに成功しました。そして、その多くが细胞接着や、神経シグナル伝达に関わるタンパク质を作り出すものであり、さらには、知的障害などの神経疾患に関わる遗伝子であることを见出しました。また、神経细胞のみならず、神経细胞を取り巻くグリア细胞で働く遗伝子もシナプス形成に重要であることを示しました。
その结果、尘搁狈础は顿狈础と比べ分解されやすく、刺激によって素早くシナプス形成を制御するなど、尘6础修饰された尘搁狈础が神経ネットワークの柔软な可塑性に役立つことがわかりました。
本研究成果により、シナプスにおけるm6A修飾されたmRNAが知的障害などの神経疾患に対する創薬の ターゲットとして有望であることが?唆されました。本研究を起点として、学習など外界からの刺激に対して、神経細胞が柔軟にその繋がり方を変化させる方法の分子的基盤を探索する研究へ展開することが期待されます。
図：マウス生体内では、m6Aが制御するタンパク質は海馬神経細胞の樹状突起に存在する。（上）m6A修飾をほどこすタンパク質。（中）m6A修飾をはずすタンパク質 。（下）m6A修飾を感知するタンパク質
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Daria Merkurjev, Wan-Ting Hong, Kei Iida, Ikumi Oomoto, Belinda J. Goldie, Hitoshi Yamaguti, Takayuki Ohara, Shin-ya Kawaguchi, Tomoo Hirano, Kelsey C. Martin, Matteo Pellegrini, Dan Ohtan Wang (2018). Synaptic N6-methyladenosine (m6A) epitranscriptome reveals functional partitioning of localized transcripts. Nature Neuroscience, 21(7), 1004-1014.
