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細胞生物学において、Pボディ、またはプロセシングボディは、真核細胞の細胞質内で相分離によって形成される明瞭な焦点であり、 mRNAのターンオーバーに関与する多くの酵素で構成されています。[1] Pボディは高度に保存された構造であり、脊椎動物、無脊椎動物、植物、酵母に由来する体細胞で観察されています。現在までに、Pボディは、一般的なmRNA分解、ナンセンス媒介mRNA分解、アデニル酸-ウリジル酸リッチエレメント媒介mRNA分解、およびマイクロRNA (miRNA) 誘導性mRNAサイレンシングにおいて基本的な役割を果たすことが実証されています。[2] Pボディに入るmRNAのすべてが分解されるわけではなく、一部のmRNAはPボディから出て翻訳を再開できることが実証されています。[3] [4]精製されたプロセシングボディからのmRNAの精製と配列決定により、これらのmRNAは翻訳開始の上流で主に翻訳抑制されており、5' mRNAの分解から保護されていることが示された。[5]
Pボディはもともと細胞内のmRNA分解の場であり、破壊対象となったmRNAの脱キャップと消化に関与していると考えられていました。 [6] [7]その後の研究ではこれに疑問が投げかけられ、Pボディは翻訳に必要になるまでmRNAを貯蔵していると示唆されました。[8] [5] [9]
ニューロンでは、P体は刺激に反応してモータータンパク質によって動かされる。これは樹状突起における局所的な移動と関係している可能性が高い。[10]
歴史
P ボディは、1997 年に Bashkirov ら[11]によって科学文献で初めて説明されました。この文献では、マウスのエキソリボヌクレアーゼ mXrn1p の細胞質内の位置として「小さな顆粒... 個別の目立つ焦点」が説明されています。これらの細胞質焦点の性質と重要性を垣間見ることができたのは、2002 年になってからでした。[12] [13] [14]研究者らは、mRNA 分解に関与する複数のタンパク質が焦点に局在することを実証しました。細胞内の mRNA 分解の場所として P ボディを指摘する実験的証拠が得られた後、その重要性が認識されました。[7]研究者らは、これらの構造をプロセシング ボディまたは「P ボディ」と名付けました。この間、プロセシング ボディを識別するために、「GW ボディ」や「デキャッピング ボディ」など、多くの説明的な名前が使用されましたが、「P ボディ」という用語が選ばれ、現在では科学文献で広く使用され、受け入れられています。[7]最近、GWボディとPボディは実際には異なる細胞成分である可能性があることを示唆する証拠が提示されました。[15] miRNA遺伝子サイレンシングに関連するGW182とAgo2は、多小胞体またはGWボディにのみ存在し、Pボディには局在しないという証拠があります。また、Pボディはストレス顆粒と同等ではなく、主に重複しないタンパク質を含むことも注目に値します。[5] 2つの構造は重複する細胞機能をサポートしますが、通常は異なる刺激下で発生します。Hoyleらは、EGPボディまたはストレス顆粒と呼ばれる新しい部位が、これらの部位にデキャッピング酵素がないため、mRNAの貯蔵に関与している可能性があると示唆しています。[16]
マイクロRNAとの関連
microRNA による抑制は、翻訳抑制または mRNA 分解の刺激の 2 つの方法で発生します。miRNA は、結合している mRNA にRISC複合体をリクルートします。P ボディとの関連は、Kulkarniら (2010)がレビューしたように、miRNA 遺伝子サイレンシングに必要なタンパク質の多く (ほとんどではないにしても) が P ボディに局在しているという事実に基づいています。[2] [17] [18] [19] [20]これらのタンパク質には、スキャフォールドタンパク質 GW182、 Argonaute (Ago)、脱キャップ酵素、RNA ヘリカーゼが含まれますが、これらに限定されません。現在の証拠は、特に GW182 のノックダウンが P ボディ形成を阻害するという証拠により、P ボディが miRNA 機能のスキャフォールディング センターであることを示しています。しかし、P ボディと miRNA 活性との関係については、多くの未解決の質問が残っています。具体的には、P ボディの作用メカニズムに状況依存 (ストレス状態と正常) の特異性があるかどうかは不明です。P ボディが mRNA 分解の場所になることもあれば、mRNA が P ボディから出て翻訳を再開することもあるという証拠に基づくと、何がこの切り替えを制御するのかという疑問が残ります。解決すべきもう 1 つの曖昧な点は、P ボディに局在するタンパク質が miRNA 遺伝子サイレンシング プロセスで積極的に機能しているのか、それとも単に待機状態なのかということです。
タンパク質組成
2017年、プロセシングボディを精製する新しい方法が発表されました。[5] Hubstenbergerらは、蛍光活性化粒子選別法（蛍光活性化細胞選別のアイデアに基づく方法）を使用して、ヒト上皮細胞からプロセシングボディを精製しました。これらの精製されたプロセシングボディから、質量分析法とRNAシーケンシングを使用して、それぞれプロセシングボディに含まれるタンパク質とRNAを特定することができました。この研究では、プロセシングボディと有意に関連する125のタンパク質が特定されました。 [5]注目すべきことに、この研究は、Pボディが細胞内での分解部位ではなく、翻訳が抑制されたmRNAの保管に使用されている可能性があるという、これまでで最も説得力のある証拠を提供しました。この観察は、2017年にChaoグループが行ったmRNAの単一分子イメージングによってさらに裏付けられました。[9]
2018年、YounらはBioIDと呼ばれる近接標識法を用いて、プロセシングボディのプロテオームを特定し予測した。[21]彼らは細胞を操作し、BirA*酵素との融合タンパク質としていくつかのプロセシングボディに局在するタンパク質を発現させた。細胞をビオチンとともにインキュベートすると、BirA*は近くにあるタンパク質をビオチン化し、プロセシングボディ内のタンパク質にビオチンタグを付ける。次に、ストレプトアビジンを使用してタグ付けされたタンパク質を分離し、質量分析法でそれらを特定した。このアプローチを使用して、Younらはプロセシングボディに局在する42のタンパク質を特定した。[21]
参考文献
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さらに読む
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