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# 生物学# 分子生物学

タンパク質がEV内のmiRNAのパッキングに与える影響

研究者たちは、タンパク質が細胞外小胞におけるmiRNAの運命をどう決めるかを調べている。

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タンパク質がEV中のmiRタンパク質がEV中のmiRNAをコントロールするNA輸出における重要な役割を明らかにした研究がSYNCRIPとPCBP2のmiR
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細胞外小泡(EVs)は、細胞が周りの空間に吐き出す小さなバブルだよ。これを、細胞同士が送る情報を運ぶ小さなパッケージだと思ってみて。これらのパッケージはサイズや種類がさまざま。例えば、エクソソームと呼ばれる小さいものは小さなウイルスのサイズくらいだけど、マイクロバブルと呼ばれるちょっと大きいものもあるんだ。

EVはどう働くの?

これらの小さなパッケージは、見た目だけじゃないんだ。タンパク質やRNAのような分子の形で重要なメッセージを運んでる。細胞がこれらの小泡を放出すると、近くの細胞がそれを受け取ることができるんだ。テキストメッセージやメールを送るようなもので、細胞間のコミュニケーションになってる!この能力のおかげで、EVは細胞の行動に影響を与えたり、さまざまな健康状態や病気のときに遺伝子の発現を変えたりできるんだ。

miRNAの謎

EVが運ぶことができる分子の一種はmiRNA(マイクロRNA)と呼ばれてる。miRNAは遺伝子の活動をコントロールする重要な役割を持つ小さなRNAの鎖だよ。遺伝子のための「信号機」みたいなもので、いつ止まるか、いつ行くかを教えてるんだ。面白いことに、EVに運ばれる内容は、それを作った細胞の中にあるものとはかなり異なることがあるんだ。このmiRNAがEVに入る過程は選択的で複雑で、すごくこだわりのあるクラブのバウンサーが誰が入れるかを決めるみたいな感じ。

誰が仕切ってるの?

研究者たちは、どのmiRNAがEVに組み込まれるかを決めるいくつかのプレイヤーがいると考えてる。どうやら、これらの小泡のためにmiRNAを仕分けするマルチプロテインチームがいるみたい。いくつかのタンパク質がこの仕分けを助けることはわかっているけど、詳細はまだちょっと謎のまま。

最初にmiRNAをEVに組み込むのを助けることがわかったタンパク質の一つはhnRNPA2B1。これは特定のmiRNAの配列を認識するのが得意で、それを小泡に含めるようにしてる。もう一つの重要なプレイヤーはSYNCRIPっていうタンパク質。これは特定のmiRNAに特に親和性があって、肝細胞が作ったEVに案内してるんだ。

miRNAとタンパク質のダンス

ここが面白いところなんだけど、SYNCRIPが特定のmiRNAをロードしてる間、別のタンパク質PCBP2がうろうろしてる。これも重要な役割を果たしていて、特に一部のmiRNAを細胞内に留めておく役割を持ってる。

PCBP2はCELLモチーフと呼ばれるものを持つmiRNAに結びつくのが好みみたい。SYNCRIPとPCBP2がダンスをしているような感じで、それぞれがこれらのmiRNAの運命に影響を与えてる。PCBP2がいるとSYNCRIPのロード活動を妨げて、miRNAが細胞から出るのを防いでる。まるで同じmiRNAを巡って引っ張り合いをしてるみたい。

つながりを探す

これらのタンパク質がmiRNAとどのように相互作用するかを掘り下げるために、研究者たちは特定のmiRNA、特にmiRNA-155-3pを調べることにした。彼らは、これらのタンパク質がどのように働いているのかを捉える実験をデザインしたんだ。

実験の結果、PCBP2はmiRNA-155-3pにくっつくことが分かったんだけど、特にCELLモチーフが intactなときにそうなる。もしCELLモチーフが取り除かれると、PCBP2はその gripを失う。それに対して、SYNCRIPはCELLモチーフが変わってもmiRNA-155-3pと一緒にいることができた。

やり取りのゲーム

これによって、SYNCRIPがPCBP2の結合に必要かもしれないという考えが生まれた。SYNCRIPがいないと、PCBP2はmiRNA-155-3pにうまく結びつかないみたい。でも、SYNCRIPがいるとPCBP2はその場に乗っかってくる。

この理論をもっと試すために、科学者たちはmiRNAの配列の異なる部分を変異させてみた。彼らはhEXOモチーフ(もう一つの重要な部分)を調整することでもPCBP2の結合能力に影響を与えることができることを見つけた。miRNAのいろんな部分を変えることで、相互作用がどう変わるかを見ることができたんだ。

大きな発見

最終的に彼らが発見したのは、SYNCRIPとPCBP2の両方がmiRNAの行き先を決めるのに重要だということ。もしPCBP2がいると、特定のmiRNAを細胞内に留めることでSYNCRIPの輸出の努力を妨げる。

だから、この研究はこれらのタンパク質とmiRNAの運命に対する彼らの影響の面白いバランスを強調してる。まるでSYNCRIPとPCBP2が主役のシットコムみたいで、両者がスポットライトを得ようと奮闘しながら、「友達」miRNAのために最善の結果を得ようとしてる感じ。

真相に迫る

研究者たちはPCBP2の影響がmiRNA-155-3pだけにとどまらないか確かめたいと思った。さらなる研究を行った結果、実際にPCBP2は似たようなモチーフを持つ他のいくつかのmiRNAにも影響を与えることがわかった。彼らはPCBP2がいないときにEVにどのmiRNAが多く存在するかをデータを集めて調べたんだ。その結果、PCBP2の制約がなくなったことで、より多くのmiRNAがEVに入ったことが示された。

一番のポイント

結論として、この研究は細胞内でのmiRNAの運命を決定するタンパク質の複雑なダンスに光を当てている。PCBP2とSYNCRIPはmiRNAのロードや保持に重要な役割を果たしているだけでなく、輸出プロセスを促進したり妨げたりする方法でそれを行っている。

細胞がどのように小さな小泡を通じてお互いにコミュニケーションを取るのかについてのこの知識は、科学者たちが細胞間コミュニケーションを理解するだけでなく、さまざまな病気の新しい治療法のためにこれらのプロセスを操作する方法も明らかにする手助けをしているんだ。

これらの相互作用に関する知識は進展しているけど、まだまだ明らかにすべきことがたくさんある。細胞間コミュニケーションの素晴らしい世界には、どんな驚きが待っているのか、楽しみにしていて!

オリジナルソース

タイトル: Negative regulation of miRNAs sorting in EVs: the RNA-binding protein PCBP2 impairs SYNCRIP-mediated miRNAs EVs loading

概要: While it is accepted that Extracellular Vesicles (EVs)-mediated transfer of microRNAs contributes to intercellular communication, the knowledge about molecular mechanisms controlling the selective and dynamic miRNA-loading in EVs is still limited to few specific RNA-binding proteins interacting with sequence determinants. Moreover, although mutagenesis analysis demonstrated the presence/function of specific intracellular retention motifs, the interacting protein/s remained unknown. Here, PCBP2 was identified as a direct interactor of an intracellular retention motif: RIP coupled to RNA pull down and proteomic analysis demonstrated that it binds to miRNAs embedding this motif and mutagenesis proved the binding specificity. Notably, PCBP2 binding requires SYNCRIP, a previously characterized miRNA EV-loader as indicated by SYNCRIP knock-down. SYNCRIP and PCBP2 may contemporarily bind to miRNAs as demonstrated by EMSA assays and PCBP2 knock-down causes EV-loading of intracellular microRNAs. This evidence highlights that multiple proteins/miRNA interactions govern miRNA compartmentalization and identifies PCBP2 as a dominant inhibitor of SYNCRIP function.

著者: Francesco Marocco, Sabrina Garbo, Claudia Montaldo, Alessio Colantoni, Luca Quattrocchi, Gioele Gaboardi, Carla Cicchini, Gian Gaetano Tartaglia, Cecilia Battistelli, Marco Tripodi

最終更新: 2024-11-15 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.15.623754

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.15.623754.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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