ハンチントン病におけるHTTとNEAT1の役割
ハンチントン病におけるHTTとNEAT1の関係に関する新しい知見。
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目次
ハンチントン病(HD)は、時間とともに悪化する珍しい脳の病気だよ。人の動き、考え、感情に影響を与えるんだ。この病気はハンチンチン(HTT)という遺伝子の問題から来ていて、この遺伝子には特定のコードが何回も繰り返される部分があるんだ。健康な人は通常5〜35回の繰り返しがあるけど、病気の人は36回以上の繰り返しがあるよ。この繰り返しの数が、HDの症状が現れるタイミングを決めることが多いんだ。DNAを修復するのを助ける他の遺伝子や、これらの繰り返しの構造も病気の進行やタイミングに影響を与えることがあるんだ。
ハンチンチンタンパク質とその機能
HTT遺伝子は大きなタンパク質を作り出して、脳の中でいろんなタンパク質が協力して働くのを助けるよ。HTTと密接に関わるタンパク質の一つがHAP40なんだ。HAP40は、正常な形と変異した形のHTTの両方にしっかりとくっつくんだ。HTTタンパク質の一部はDNAにくっつくことができて、細胞内でRNAを移動させるのを助けるかもしれないね。
HTTがRNAとどう直接やり取りしてるかははっきりしないけど、遺伝子のオンオフを制御するのに関わっているって情報がたくさんあるんだ、特に細胞がストレスを受けているときにね。他のRNAに結合するタンパク質、例えばFUSは、ストレスを管理するのを助けるクラスタを形成することができるんだ。その中にHTTが条件が合うと似たようなクラスタを作る特定の部分があるんだ。
HTTとRNAのつながりを調べる
HTTがRNAとどう関わるかを見るために、科学者たちはいろんな方法を使って研究したよ。彼らはHTTがRNA、特にNEAT1っていうストレス応答に関わるRNAに直接結合することを発見したんだ。
HTTとHAP40のRNAへの結合
以前の研究では、研究者たちはHTTとHAP40がRNAにどうつながるかについてたくさんのことを学んだんだ。彼らはこれらのタンパク質をテストしたとき、一本鎖RNAにはくっつくけど、二本鎖DNAにはくっつかないことがわかったよ。さらに詳しく見ると、HTTとHAP40は特に「G」塩基が多いRNAの種類にくっつきやすいことがわかったんだ。
NEAT1 RNAの重要性
NEAT1はHTTと強く関連している長いRNAの一部だよ。いろんな実験で、どの種類の細胞を見ても、NEAT1は常にHTTの主要なターゲットとして現れていたんだ。彼らはさまざまな方法でHTTがNEAT1に結合することを確認したよ。
細胞内のNEAT1を調べたとき、かなりの量が存在することがわかったんだ。研究者たちはNEAT1にHTTを引き寄せる特別な配列があるかどうかを調べて、HTTにとって魅力的な特定の構造を形成できる部分がいくつか見つかったんだ。
ハンチントン病におけるNEAT1レベル
NEAT1のレベルはさまざまな脳の障害、特にHDで変わることが知られているよ。HDでは、健康な細胞と比べてNEAT1の量が低いことが多いと観察されたんだ。この減少は、拡張された繰り返しがある細胞で機能しているHTTタンパク質の量が少ないことに関連している可能性があるよ。
研究者たちはHDの人から取った脳のサンプルでNEAT1のレベルが影響を受けるかをたくさんのテストで調べたんだ。彼らはNEAT1のレベルが病気の異なる段階で変わることを発見したんだ-時には初めの方で低く見え、また上がってから、病気が進行するにつれて再び下がることを確認したよ。
HTTタンパク質がNEAT1レベルに与える影響
HTTとNEAT1の関係をさらに研究するために、研究者たちは健康細胞とHDを受けた細胞の両方でHTTのレベルを減らしたんだ。HTTのレベルが下がるとNEAT1のレベルも下がることがわかったよ。これはHTTが細胞内でNEAT1を安定させるのを助けていることを示しているんだ。
研究者たちはHTTがないとNEAT1がどれくらい早く分解されるかを見たかったんだ。彼らは新しいRNAの合成を止める薬で細胞を処理して、NEAT1がどれくらい持続するかを調べたんだ。HTTが無ければNEAT1はもっと早く分解されることがわかったよ。
HTTとNEAT1の関係を視覚化する
HTTとNEAT1がどのように一緒に働くかをよりよく理解するために、研究者たちは特別なイメージング技術を使ってNEAT1が細胞内のどこにあるかを視覚的に捉えたんだ。HTTとNEAT1は細胞の核内の特定の場所にしばしば集まっているのが見えたし、HTTのレベルが下がるとNEAT1のクラスターの数も減ったんだ。
彼らはNEAT1が各細胞でどのように振る舞うかを比較したよ。HD細胞でもHTTとNEAT1のつながりはまだ存在していたけど、その関係はそれほど強くなかったんだ。
ハンチントン病研究への影響
この発見は、HTTが特定のRNAタイプ、特にNEAT1に結びつく上で重要な役割を果たしていることを示唆しているよ。この関係は、細胞がストレスをどう扱うかに貢献していて、病気の進行の重要な部分なんだ。
HTTのレベルが下がると、NEAT1が減って、特に脳の中で細胞に問題を引き起こす可能性があるよ。HDでのNEAT1レベルの変化は、ストレスを受けたときの細胞機能に関する大きな問題を示唆しているかもしれない。NEAT1は多くの細胞活動に必要だからね。
HTTとNEAT1の関係を理解することで、HDの治療法について新たなアイデアが生まれるかもしれない。研究者たちはこれらの要素がどうやって相互作用するかを研究することで、病気に伴うストレスに細胞が対処する手助けをするより良い方法を見つけられると信じているよ。
今後の方向性
HTTのNEAT1の安定性と機能への役割を探るために、さらなる調査が必要だね。HTTがNEAT1をサポートする方法や、病気によって変わったHTTがNEAT1にどう影響を与えるかを理解することは重要なんだ。さらなる研究が、HDのさまざまな段階で何が起こるかや、HTTレベルに対応してNEAT1の存在がどう変わるかを特定するのに役立つだろう。
この研究は、ハンチントン病のような病気の文脈での遺伝子、タンパク質、RNAの複雑な関係を強調しているよ。これらのつながりを解明することで、科学者たちは治療のターゲットを特定し、ハンチントン病の影響を受けた人々の生活を改善するための介入を開発できることを期待しているんだ。
タイトル: Huntingtin is an RNA-binding protein and participates in NEAT1-mediated paraspeckles
概要: AbstractHuntingtin protein, mutated in Huntington disease, is implicated in nucleic acid- mediated processes, yet evidence for direct huntingtin-nucleic acid interaction is limited. Here we show wildtype and mutant huntingtin co-purify with nucleic acids, primarily RNA, and interact directly with G-rich RNAs in in vitro assays. Huntingtin RNA immunoprecipitation sequencing from patient-derived fibroblasts and neuronal progenitor cells expressing wildtype and mutant huntingtin revealed NEAT1 as a significantly enriched transcript. Altered NEAT1 levels were evident in Huntingtons disease cells and postmortem brain tissues, and huntingtin knockdown decreased NEAT1 levels. Huntingtin co-localized with NEAT1 in paraspeckles, and we identified a high-affinity RNA motif preferred by huntingtin. This study highlights NEAT1 as a novel huntingtin interactor, demonstrating huntingtins involvement in RNA-mediated functions and paraspeckle regulation. One-Sentence SummaryHTT is an RNA-binding protein that interacts with G-rich sequences, including those in the paraspeckle lncRNA NEAT1.
著者: Cheryl H Arrowsmith, M. Yadav, R. J. Harding, T. Li, X. Xu, T. Gall-Duncan, M. Khan, C. Ferrari Bardile, G. L. Sequiera, S. Duan, R. Chandrasekaran, A. Pan, J. Bu, T. Yamazaki, T. Hirose, P. Prinos, L. Tippett, C. Turner, M. A. Curtis, R. L. M. Faull, M. A. Pouladi, C. E. Pearson, H. H. He
最終更新: 2024-02-08 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579162
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579162.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。
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