Caイオン濃度上昇に応答した小胞体のネットワーク形成にRNA分解が関与する (Journal of Cell Biology 2014年10月6日号掲載論文)

結論から言うと、細胞内Caイオン濃度の上昇によりER局在RNaseが活性化し、RNA分解を通してERに局在していたリボソームRNA結合タンパク質を遊離させることで、ERの形態(の大部分)がシート状ERからチューブ状ERに遷移する、というモデルを提唱した論文。

 

本日は「The calcium-dependent ribonuclease XendoU promotes ER network formation through local RNA degradation (カルシウム依存性リボヌクレアーゼXendoUは局所的なRNA分解を介してERネットワーク形成を促進する)の突然変異に関連するALS/FTD患者のiPS由来運動ニューロンの病態と関与する)」という論文で、米国 Department of Molecular Biology Massachusetts General Hospital の Michael D. Blower のグループ(どういったラボ?→*1)による研究。(論文サイトへのlink→*2

 

モデル図はこんな感じです(本文のFig.7より引用)。

https://rup.silverchair-cdn.com/rup/content_public/journal/jcb/207/1/10.1083_jcb.201406037/4/m_jcb_201406037_fig7.jpeg?Expires=1591315524&Signature=dZuigflomWBdiEKe-ZO9OiDbnQl4HhVnbxXaD0f7PfeX3fEnkB6eOYtHi-9867p4d2JkSWQ4FwMgWalIgKLXF3CCV-JZXOqmCefTlOnErCIKLvyBPL73B7Ff99rs4P39ItCgRw~yDdjk4mLm2latr-uN91kGjiBghF2l67bofVSpMTy5-jBkO94FeQwJGkR4xooDnIMUukTWDM1IpMDJ-QYCH3W8O~7don50bSPmUZuHGlFKnEOpV-xL5kTsuo5nLrOgz7DEOszK0SX77Fo3JNL6Pl7uDGLMtzr5alOLS4a7SgZZUNZwvEDK7rBwpn3j-SqMG7LpSMzLw-Z95UP5RA__&Key-Pair-Id=APKAIE5G5CRDK6RD3PGA

 

そもそもCaイオン濃度の上昇に応じてERの形態変化(Sheet状ERを減らしTube状ERを増やす)を誘導させる意義は何なのでしょうか。Tube状ERの方がCaイオン取り込みキャパが多いのですかね。

 

 

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興味を持たれた方はabstractもどうぞ。

How cells shape and remodel organelles in response to cellular signals is a poorly understood process. Using Xenopus laevis egg extract, we found that increases in cytosolic calcium lead to the activation of an endogenous ribonuclease, XendoU. A fraction of XendoU localizes to the endoplasmic reticulum (ER) and is required for nuclear envelope assembly and ER network formation in a catalysis-dependent manner. Using a purified vesicle fusion assay, we show that XendoU functions on the surface of ER membranes to promote RNA cleavage and ribonucleoprotein (RNP) removal. Additionally, RNA removal from the surface of vesicles by RNase treatment leads to increased ER network formation. Using human tissue culture cells, we found that hEndoU localizes to the ER, where it promotes the formation of ER tubules in a catalysis-dependent manner. Together, these results demonstrate that calcium-activated removal of RNA from membranes by XendoU promotes and refines ER remodeling and the formation of tubular ER.

(私訳と勝手な注釈) 

細胞がどのようにして細胞内シグナルに反応してオルガネラを形成・再構成するのかは、あまり理解されていない。我々は、Xenopus laevis卵抽出物を用いて、細胞内カルシウムの増加が内因性リボヌクレアーゼであるXendoUの活性化につながることを発見した。XendoUの一部は小胞体に局在し、核エンベロープの組み立てと小胞体ネットワークの形成に必要とされる。精製した小胞による融合アッセイにより、XendoUが小胞体膜の表面で機能し、RNAの切断とリボ核タンパク質(RNP)の除去を促進することを示した。さらに、RNase処理により小胞表面からRNAが除去されることで、小胞ネットワークの形成が促進されることを明らかにした。また、ヒト組織培養細胞を用いて、hEndoUが小胞に局在し、触媒作用に依存して粗面小胞体の形成を促進することを見出した。以上の結果から、カルシウムにより活性化されたXendoUによる膜からのRNAの除去が、小胞体の形成・再構成を担うことが明らかになった。

*1:このグループはRNA局在と有糸分裂について研究しているラボのようです。-- Localization of RNAs to specific locations within cells and embryos regulates embryonic patterning, cell fate specification, cell motility, and cell division. Most localized RNAs are transported to their ultimate destination through the action of molecular motor proteins that move along cytoskeletal filaments. Interestingly, RNA is not localized to cytoskeletal filaments solely as passive cargo, but plays an active — translation independen t— role in mitotic spindle assembly.-- https://molbio.mgh.harvard.edu/laboratories/blower より

*2:https://rupress.org/jcb/article/207/1/41/37883/The-calcium-dependent-ribonuclease-XendoU-promotes