機能性スクリーニングによりRBM42が発がん性mRNA翻訳特異性の仲介役として同定される

2025-04-29 Tue
がんの発生と進展はがん遺伝子の発現と密接に関連しており、がん遺伝子の発現制御は複雑なプロセスです。その中で、翻訳制御（translation control）ががん遺伝子発現における役割に注目が集まっています。MYCは重要ながん遺伝子であり、特に膵管腺癌（PDAC）において、MYCの過剰発現は腫瘍の浸潤性と不良な予後と密接に関連しています。しかし、MYCの翻訳制御メカニズムはまだ明確ではありません。このメカニズムを解明するため、研究者たちは機能ゲノムスクリーニング技術を用いてMYC翻訳を制御する鍵となる因子を特定し、PDAC腫瘍発生におけるその役割を探る研究を行いました。
論文の出典この論文は、University of California San FranciscoのJoanna R. Kovalski、Goksu Sarioglu、Vishvak Subramanyamらによる研究チームによって行われ、2025年3月にNature Cell Biology誌に掲載されました。タイトルは「Functional screen identifies RBM42 as a mediator of oncogenic mRNA translation specificity」です。
研究の流れ1. 機能ゲノムスクリーニング研究者たちはまず、CRISPR干渉（CRISPRi）に基づく全ゲノムスクリーニング法を設計し、MYC翻訳を制御する因子を特定することを目指しました。彼らはPDAC細胞において、MYCの5’非翻訳領域（5’ UTR）によって不安定な緑色蛍光タンパク質（GFP）を発現させ、同時に最小化された5’ UTRによって不安定な赤色蛍光タンパク質（mCherry）を発現させる蛍光レポーターシステムを構築しました。蛍光活性化細胞選別（FACS）を用いて、研究者たちはMYC翻訳を特異的に制御する遺伝子をスクリーニングしました。
2. 候補遺伝子の検証スクリーニングの結果、RNA結合タンパク質RBM42がMYC翻訳を制御する鍵因子であることが示されました。研究者たちはRBM42を短期間ノックダウンすることで、MYCタンパク質レベルが著しく低下する一方で、MYC mRNAレベルはほとんど変化しないことを確認し、RBM42が翻訳制御を通じてMYC発現に影響を与えることを示しました。さらに、ショ糖密度勾配遠心分離法（polysome profiling）を用いた分析では、RBM42ノックダウン後、MYC mRNAがポリソーム（polysome）部分から未翻訳部分に移行することが確認され、RBM42がMYC翻訳を制御していることが裏付けられました。
3. RBM42の機能研究RBM42の機能をさらに探るため、研究者たちは遺伝子セット富化解析（GSEA）を行い、RBM42ノックダウン後にMYC標的遺伝子の発現が著しく低下することを発見しました。また、RBM42がPDACにおいて高発現しており、患者の不良な予後と関連していることも明らかにしました。免疫組織化学（IHC）分析では、RBM42がPDAC組織の細胞質に局在しており、翻訳制御におけるその重要な役割が示唆されました。
4. RBM42の分子メカニズムRBM42がMYC翻訳を制御する分子メカニズムを解明するため、研究者たちは架橋免疫沈降シーケンシング（CLIP-seq）を行い、RBM42がMYC mRNAの5’ UTRに直接結合することを発見しました。ジメチル硫酸（DMS）処理後のRNA構造解析では、RBM42結合後、MYC 5’ UTRの構造が再構築され、より開いたループ構造を形成し、翻訳開始複合体（PIC）の形成を促進することが示されました。さらに、RBM42が40Sリボソームサブユニットおよび翻訳開始因子eIF2βと直接相互作用することも明らかにされ、翻訳開始におけるその役割がさらに支持されました。
5. 体内実験による検証RBM42がPDAC腫瘍発生において果たす役割を検証するため、研究者たちはマウスモデルを用いた異種移植実験を行いました。その結果、RBM42ノックダウンはPDAC腫瘍の成長を著しく抑制し、MYCを強制発現することで腫瘍成長が部分的に回復することが示され、RBM42がMYC翻訳を制御することでPDAC腫瘍発生において重要な役割を果たしていることが明らかになりました。
主な結果RBM42はMYC翻訳を制御する鍵因子：CRISPRiスクリーニングにより、RBM42がMYC翻訳を制御する鍵因子であることが特定され、複数の実験を通じてその制御作用が検証されました。
RBM42はMYC 5’ UTR構造を再構築して翻訳を促進：CLIP-seqおよびDMS-seq解析により、RBM42がMYC 5’ UTRに結合した後、その構造が再構築され、翻訳開始複合体の形成が促進されることが示されました。
RBM42はリボソームおよび翻訳開始因子と相互作用：免疫沈降および質量分析により、RBM42が40SリボソームサブユニットおよびeIF2βと直接相互作用することが明らかになり、翻訳開始におけるその役割がさらに支持されました。
RBM42はPDAC腫瘍発生において重要な役割を果たす：体内実験により、RBM42ノックダウンはPDAC腫瘍の成長を著しく抑制し、MYCを強制発現することで腫瘍成長が部分的に回復することが示されました。
結論この研究は、RBM42がMYC翻訳を制御する重要な役割を果たすことを明らかにし、MYC 5’ UTR構造を再構築することで翻訳開始を促進する分子メカニズムを解明しました。さらに、RBM42がPDAC腫瘍発生において重要な役割を果たすことも示され、RBM42を標的としたPDAC治療の新たな可能性を提供しました。
研究のハイライト新規なスクリーニング手法：研究者たちはCRISPRiに基づく機能ゲノムスクリーニング法を開発し、MYC翻訳を制御する鍵因子を特定することに成功しました。
RBM42の翻訳制御メカニズム：研究は初めて、RBM42がMYC 5’ UTR構造を再構築することで翻訳開始を促進する分子メカニズムを明らかにしました。
RBM42の臨床的意義：研究はRBM42がPDACにおいて高発現しており、患者の不良な予後と関連していることを示し、PDAC治療の新たな標的を提供しました。
研究の価値この研究は、がん遺伝子の翻訳制御メカニズムに対する理解を深めるだけでなく、PDAC治療の新たな標的を提供しました。RBM42がMYC翻訳を制御する重要な役割を明らかにすることで、研究者たちはRBM42を標的としたPDAC治療戦略の開発の基盤を築きました。さらに、研究で使用された新規なスクリーニング手法および分子メカニズム研究は、他のがん遺伝子の翻訳制御研究にも参考となるものです。