バイオステーション

翻訳制御が老化のカギか？

キリフィッシュを用いて脳老化におけるタンパク質の恒常性低下を網羅的に解析。mRNAレベルとタンパク質レベルが一致しないデカップリングが見られ、特に翻訳伸長が大事らしい。DNA/RNA結合タンパク質を含む塩基性の分子が影響を受けやすいとか。
www.science.org/doi/10.1126/...

ジャガイモにはトマトの血が流れる

ジャガイモ系統がトマト系統とエツベロサム系統の交雑に約800万〜900万年前の交雑で生まれたことを報告。塊茎形成に関与する遺伝子を両方から獲得、無性生殖も可能にすることでアンデスの寒冷地などでも生育できるように
www.cell.com/cell/fulltex...

Programmable protein ligation on cell surfaces - Nature A synthetic biology system called SMART has been developed that uses conditional protein splicing for the programmable ligation of functional proteins from previously defined molecular combinations…

複数の細胞表面分子認識による機能出力

特定の細胞表面高原を認識することで、その場で不活性な前駆体から活性化タンパク質を作成する系を確立。AND/ORロジックによる細胞の標的化や、特定の細胞の細胞死の誘導、サイトカインのオンデマンド生成などが可能に

いろんな可能性がある技術ですね
www.nature.com/articles/s41...

Design of highly functional genome editors by modelling CRISPR–Cas sequences - Nature Gene editors designed using artificial intelligence can undertake precision editing of the human genome.

AI設計によるゲノム編集ツールOpenCRISPR-1

大規模なゲノムデータから言語モデルを用いて、自然界には存在しないゲノムエディターを設計。そのうちOpenCRISPR-1は従来のspCas9と同等またはそれ以上の活性と特異性を示し、さらに免疫原性が低い可能性

すごすぎてクラクラしてきます、
www.nature.com/articles/s41...

Predicting the translation efficiency of messenger RNA in mammalian cells - Nature Biotechnology A deep convolutional neural network model predicts the influence of the full-length mRNA sequence on translation efficiency.

mRNAの翻訳効率を予測する

3000以上ものリボソームプロファイリングのデータから、配列をから翻訳効率を予測するアルゴリズムを開発。コドンと翻訳効率の新たな相関のほか、翻訳産物の安定性や局在との関連なども明らかに

意外な関連もあって興味深いです
www.nature.com/articles/s41...

加齢におけるプロテオーム変化

若者から老人までのヒト13の組織から包括的なプロテオームを解析。加齢とともにmRNAレベルとタンパク質レベルの相関が低下するらしい。特に血管が早期に老化するとかさらに循環性の老化関連タンパク質を同定

力技だけど大事ですね
www.cell.com/cell/fulltex...

免疫を制御する新ファミリーSIRim

SIR2ドメインをもつタンパク質のファミリー(SIRim)が細菌と真核生物で自然免疫に関わることを発見。TLR経路のメディエーターとして働き、ウイルスやサルモネラ菌に対する防御を助けるらしい。よく保存されているとか

おもしろいです
www.science.org/doi/10.1126/...

Identification of conserved RNA regulatory switches in living cells using RNA secondary structure ensemble mapping and covariation analysis - Nature Biotechnology Transcriptome-scale maps of RNA secondary structure ensembles in living cells detect candidate RNA structural switches.

RNA構造スイッチ

新しいアルゴリズムを開発し、一つのRNAに対して複数のコンフォメーションを予測することを可能に。一部のRNAが温度計のように働き、低温ショックによってコンフォメーションバランスが変わり翻訳を調整することなどを発見
www.nature.com/articles/s41...

タンパク質配列と機能のルールに迫る

大量の人工タンパク質と次世代シーケンスにより、タンパク質配列と安定性/リガンド結合の関係をマッピング。意外と多くの組み合わせて安定したタンパク質を作れる一方、タンパク質内部の置換がアロステリックにリガンド結合に影響することも
www.science.org/doi/10.1126/...

バイオステーションのアイコンが新しくなりました！
デザインは後輩が手がけてくれました👏
引き続きどうぞよろしくお願いします

クロマチン因子と転写因子の相互作用

副腎皮質がんの研究の過程で、(細胞接着でも有名な)β-カテニンの発現が重要であることを発見。β-カテニンはクロマチン因子BAFのサブユニットとして機能し、天然変性領域を介してBAFと転写因子のアダプターとして機能
www.cell.com/molecular-ce...

RNA-タンパク質相互作用の網羅的マッピング

数百ものRNA結合タンパク質が結合するRNAを、並列かつ単一ヌクレオチド解像度でマップングする新手法SPIDRを開発。新規相互作用を明らかにするとともに、ストレス時翻訳抑制の選択性のメカニズムも明らかに

すごい手法です！
www.cell.com/cell/fulltex...

遺伝子増幅とヒトの脳進化

近年さらに解析の進んだヒトゲノム配列を用いることで、ヒト系統で重複した遺伝子を1000程度同定。さらにゼブラフィッシュを用いた機能解析により特に2因子が新皮質の拡大やシナプス伝達に関わることを発見。
#日本神経科学学会ニューロナビゲータ
www.cell.com/cell/fulltex...

Extracellular vesicles from antler blastema progenitor cells reverse bone loss and mitigate aging-related phenotypes in mice and macaques - Nature Aging Inspired by the regenerative capacity of deer antlers, Hao and colleagues report that antler blastema progenitor cell-derived extracellular vesicle treatment counteracts bone loss and epigenetic…

シカの角で若返り？

シカの角は(毎年生え変わるように)再生能が高いらしい。今回このシカの角の芽細胞由来の細胞外小胞がマウスとサルにで老化関連の症状を改善することを報告。特にPrkar2aという因子が寄与しているらしい

ユニークな着眼点だ
www.nature.com/articles/s43...

A male-essential miRNA is key for avian sex chromosome dosage compensation - Nature Birds have evolved a unique sex chromosome dosage compensation mechanism involving the male-biased microRNA (miR-2954), which is essential for male survival by regulating the expression of…

鳥類の性染色体遺伝子量補償

鳥類はメスはZW、オスはWWの性染色体を持ち、オスはW染色体の一部の遺伝子の発現を抑える必要がある。これを担う因子としてmiR-2954を同定。miR-2954はRNA分解により性間の発現バランス維持に貢献

哺乳類と全然違う仕組みなんですね
www.nature.com/articles/s41...

pHによる凝集体挙動の制御

炎症によって細胞のpHが減少、さらにこれがクロマチン因子BRD4の天然変性ドメインで感知されることを発見。酸性化でBRD4を含む核内凝集体が崩壊し、炎症反応の増大が抑制。炎症による過剰な組織損傷を防ぐフィードバックに

pHおもしろいです
www.cell.com/cell/fulltex...

天然変性領域に結合するタンパク質のデザイン

明確な構造を持たないペプチドに結合するタンパク質を設計するため、誘導適合に基づいた新しいパイプラインを開発。多数のデザインに成功し、低存在量タンパク質の濃縮、疾患関連因子の標的化、タンパク質局在制御、シグナル伝達制御など幅広い応用に期待
www.science.org/doi/10.1126/...

Mitochondrial origins of the pressure to sleep - Nature Research on Drosophila neurons shows links between the need to sleep and aerobic metabolism, indicating that the pressure to sleep may have a mitochondrial origin.

睡眠とミトコンドリア

睡眠不足により睡眠制御神経細胞のミトコンの断片化やミトコン関連遺伝子の発現変動が起きることを発見。ミトコンの分裂を促進すると睡眠が減少。ミトコンでの電子とATPのバランスが睡眠圧を制御するというモデル。睡眠の進化的起源にも迫る
www.nature.com/articles/s41...

認知機能とタンパク質の構造変化

特殊な質量分析法によりタンパク質の構造変化と再フォールディング能を明らかに。認知機能が低下した高齢ラットの脳で、多くのタンパク質の構造変化が見られること、さらに再フォールディング能の低下を発見

おもしろいです！
www.science.org/doi/10.1126/...

An expanded subventricular zone supports postnatal cortical interneuron migration in gyrencephalic brains - Nature Neuroscience Neonatal gyrated brains harbor an elaborate subventricular zone, termed the Arc, supporting cortical migratory streams of diverse interneurons.

ミトコンドリアによる幹細胞運命制御

腸管幹細胞において古いミトコンを多く含むサブセットを発見。この細胞は代謝的に異なり、特にaKGの産生が多い。これがエピジェネティックな変化を介してパネート細胞の形成を促進。

古いミトコンも大事なんですね
www.nature.com/articles/s41...

マウス脳の単一細胞空間トランスクリプトームアトラス

単一核RNA-seqと空間トランスクリプトームを用いて、400万以上の細胞と29,655の遺伝子にわたる 詳細なアトラスを作成。新しいサブ細胞集団や特徴的なノンコーディングRNAの発現を明らかに

#日本神経科学学会ニューロナビゲータ
www.cell.com/neuron/fullt...

染色体凝縮の制御

大規模スクリーニングから、コンデシンシンIIの新規の制御因子としてM18BP1という因子を同定。コンデシンシンIIと直接結合し、有糸分裂時の染色体凝縮に必要。他因子との切り替えやリン酸化によって機能が制御されているとか

大事な因子ですね
www.cell.com/molecular-ce...

Comparative CRISPRi screens reveal a human stem cell dependence on mRNA translation-coupled quality control - Nature Structural & Molecular Biology By probing the essentiality of diverse genes encoding mRNA translation factors in different human cell types using CRISPR interference screens, Rodschinka et al. discover that human stem cells…

翻訳と共役した品質管理と幹細胞

幹細胞と分化細胞でmRNA翻訳関連遺伝子の必須性をCRISPRスクリーニングを用いて比較。幹細胞では特に翻訳共役型品質管理因子が重要らしい。特にZNF598が翻訳開始部位でのリボソーム衝突を解消

細胞種ごとに依存性に差があるんですね
www.nature.com/articles/s41...

オルガネラ接触による活性酸素種ROSの転送

ミトコンドリアとペルオキシソームをテザーする因子としてACBD5とPTPIP51を同定。ミトコンドリアの酸化的ストレス下でこの接触が促進され、ミトで生成されたROSがペルに転送されて過剰なROSを処理

ついにミト-ペル相互作用も明らかに、
www.science.org/doi/10.1126/...

How short peptides disassemble tau fibrils in Alzheimer’s disease - Nature Cryo-electron and atomic force microscopy shed light on how fibrils of the protein tau, which accumulate in the brain of people with Alzheimer’s disease, can be disassembled by short peptides,…

ねじれひずみでタウ繊維を分解

アルツハイマー病で有名なタウ線維を分解するペプチド(D-TLKIVWC)の作用メカニズムを解析。タウ繊維表面でねじれたオリゴマーを形成し、ひずみを生じさせるらしい。このひずみが解消される際の力でタウ繊維を分解するとか

応用範囲が広そうです
www.nature.com/articles/s41...

Range extender mediates long-distance enhancer activity - Nature The REX element is associated with long-range enhancer–promoter interactions.

遺伝子発現を制御するエレメント「レンジエクステンダー」

エンハンサーの一部は離れた距離のプロモーター活性を制御する。今回のこの長距離作用を可能にする「レンジエクステンダー」を発見。それ自身にエンハンサー活性はないが、他の短距離・中距離エンハンサーに長距離調節能を付与

すごいです、
www.nature.com/articles/s41...

大人になっても神経は生まれるか？

成体海馬での神経新生の有無は議論が分かれるが、今回シングルセルRNAシーケンスなどと機械学習を組み合わせることで増殖性の神経幹細胞を同定(神経新生していそう)。さらに空間オミクスからニッチ細胞も含めた局在も明らかに

議論は続きそうです、、
www.science.org/doi/10.1126/...

#21 Luck Bucks the Rules (ゲスト：岡崎朋彦先生 / 北海道大学准教授) バイオステーションポッドキャスト Bio-station Podcast · Episode

ポッドキャスト新エピソード！

北海道大学准教授の岡崎朋彦先生がゲスト。15年取り組まれたトポロジー反転による細胞質カルボキシル化論文の背景、助教まで過ごした後藤由季子研究室での生活、新PIとしてのこれからの方向性など。ぜひ！
#バイステポッドキャスト
open.spotify.com/episode/2frP...

Functional amyloid proteins confer defence against predatory bacteria - Nature Escherichia coli uses curli fibres, oligomers of the functional amyloid CsgA, as a barrier to protect against the predatory bacteria Bdellovibrio bacteriovorus and Myxococcus xanthus in a mechanism…

アミロイドタンパク質による防御機構

疾患でおなじみのアミロイドが細菌の防御システムとして使われることを発見。細胞表面を覆う繊維のような構造を構成し、物理的なバリアとして働くらしい。捕食細菌やファージからの防御として広く使われているとか

進化的にも興味深いです
www.nature.com/articles/s41...

非典型の転写制御因子

最も多い転写因子のグループ(ZNF)が遺伝子発現を活性化する機構は不明だったらしい。今回スクリーニングで新規複合体"Zincore"を同定。転写因子とDNAの結合を安定化。神経発生を含め発生にも重要かも。

転写因子まだまだ謎は多い、、
www.science.org/doi/10.1126/...