リボソーム転写とDNA修復に不可欠なTreacleのフェーズ分離

Core Concepts

Treacleはフェーズ分離を通じて核小体の構造を組織化し、リボソーム遺伝子の転写と前rRNAの処理を効率的に行う。さらに、Treacleのフェーズ分離は核小体のDNA損傷応答の活性化にも重要な役割を果たす。

Abstract

本研究では、ヒト細胞におけるTreacleの機能を調べた。Treacleは液-液相分離を通じて核小体の線維性中心(FC)を形成し、FCとDFCの分離を維持することが明らかになった。この分離は、リボソーム遺伝子の高効率な転写と前rRNAの適切な処理に不可欠である。Treacleの中央ドメインと C末端ドメインが相互に作用してフェーズ分離を制御している。中央ドメインは液体状態を維持し、C末端ドメインは核小体への局在化と凝縮の核となる。Treacleのフェーズ分離能力を失うと、FCとDFCの混合が起こり、リボソーム遺伝子の転写と前rRNA処理が低下する。さらに、Treacleのフェーズ分離はDNA損傷応答の活性化にも重要で、損傷時にTOPBP1との相互作用を促進する。以上より、Treacleはリボソーム生合成と核小体のDNA修復を統合する中心的な役割を果たすことが示された。

Stats

Treacleの欠失変異体(Δ83-1121、CS)を発現させると、核小体のFCとDFCの混合が起こり、リボソーム遺伝子の転写が低下する。 Treacleの欠失変異体を発現させると、新生47S pre-rRNAの局在化が乱れ、前rRNA処理が効率的に行われなくなる。 Treacleのノックダウンや欠失変異体の発現により、DNA損傷時のTOPBP1の核小体への再局在化とrDNA領域への集積が抑制される。

Quotes

"Treacleは液-液相分離を通じて核小体の線維性中心(FC)を形成し、FCとDFCの分離を維持することが明らかになった。" "Treacleのフェーズ分離能力を失うと、FCとDFCの混合が起こり、リボソーム遺伝子の転写と前rRNA処理が低下する。" "Treacleのフェーズ分離はDNA損傷応答の活性化にも重要で、損傷時にTOPBP1との相互作用を促進する。"

Key Insights Distilled From

Treacle’s ability to form liquid phase condensates is essential for nucleolar fibrillar center assembly, efficient rRNA transcription and processing, and rRNA gene repair

by Velichko,A. ... at www.biorxiv.org 05-12-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.05.11.540311v3

Deeper Inquiries

Treacleのフェーズ分離を制御する他の因子はあるか?

Treacleのフェーズ分離は、中央ドメインとC末端ドメインの協力によって調節されますが、他の因子も関与しています。Treacleのフェーズ分離は、リン酸化やユビキチン化などのポストトランスレーション修飾によって調節される可能性があります。特に、中央ドメインのリン酸化やユビキチン化は、Treacleの相互作用や相分離特性に影響を与える可能性があります。さらに、Treacleと相互作用する他の核内タンパク質やリボソーム生合成に関与する因子も、Treacleのフェーズ分離に影響を与える可能性があります。

Treacleのフェーズ分離能力を人為的に制御することで、リボソーム生合成やDNA修復を調節できる可能性はあるか?

Treacleのフェーズ分離能力を人為的に制御することで、リボソーム生合成やDNA修復を調節する可能性があります。例えば、Treacleの中央ドメインやC末端ドメインに特定の化合物を導入することで、その相分離特性を調整し、リボソーム生合成やDNA修復に影響を与えることが考えられます。また、Treacleと相互作用するタンパク質や修飾酵素を標的として、Treacleのフェーズ分離を制御することで、細胞内のリボソーム生合成やDNA修復プロセスを調節することが可能です。

Treacleのフェーズ分離と細胞の老化や疾患との関連性はどのように考えられるか?

Treacleのフェーズ分離は、リボソーム生合成やDNA修復などの重要な細胞プロセスに関与しています。したがって、Treacleのフェーズ分離の異常は細胞の機能に影響を与える可能性があります。例えば、Treacleの相分離の異常はリボソーム生合成やDNA修復の障害を引き起こし、細胞の老化や疾患の発症につながる可能性があります。さらに、Treacleのフェーズ分離が細胞内のタンパク質相互作用やサブセルラー構造の形成に影響を与えるため、細胞の老化や疾患との関連性が考えられます。Treacleのフェーズ分離の異常は、細胞内の機能やホメオスタシスの維持に重大な影響を与える可能性があります。