ヒトtRNAメチルトランスフェラーゼTRMT10AとTRMT10Bの機能解析

Functional characterization of the human tRNA methyltransferases TRMT10A and TRMT10B.

• Elisa Vilardo
• Fabian Amman
• Ursula Toth
• Annika Kotter
• Mark Helm
• Walter Rossmanith

抄録

TRM10ファミリーのメチル化酵素は、古細菌や真核生物のtRNAの9位のプリン体のN1メチル化に関与している。ヒトゲノムには3つのTRM10型酵素がコードされていますが、そのうちミトコンドリアのTRMT10Cのみが詳細に解析されていますが、核内酵素と考えられるTRMT10AとTRMT10Bの機能的意義は不明でした。TRMT10Aはm1G9特異的で、核内でコードされたtRNAの一部をメチル化すること、TRMT10Bは真核生物で初めて発見されたm1A9特異的なtRNAメチル化酵素であり、単一の核内でコードされたtRNAの修飾に関与していることを示した。さらに、G9メチル化を欠くと、開始因子であるtRNAiMet-CATの定常レベルが低下し、さらに転写後修飾が変化することを明らかにしました。本研究により、TRMT10AとTRMT10Bの生体内での機能が明らかになり、TRMT10Aの欠損がタンパク質合成に必要な細胞質tRNAのプールに影響を与えることが明らかになった。

The TRM10 family of methyltransferases is responsible for the N1-methylation of purines at position 9 of tRNAs in Archaea and Eukarya. The human genome encodes three TRM10-type enzymes, of which only the mitochondrial TRMT10C was previously characterized in detail, whereas the functional significance of the two presumably nuclear enzymes TRMT10A and TRMT10B remained unexplained. Here we show that TRMT10A is m1G9-specific and methylates a subset of nuclear-encoded tRNAs, whilst TRMT10B is the first m1A9-specific tRNA methyltransferase found in eukaryotes and is responsible for the modification of a single nuclear-encoded tRNA. Furthermore, we show that the lack of G9 methylation causes a decrease in the steady-state levels of the initiator tRNAiMet-CAT and an alteration in its further post-transcriptional modification. Our work finally clarifies the function of TRMT10A and TRMT10B in vivo and provides evidence that the loss of TRMT10A affects the pool of cytosolic tRNAs required for protein synthesis.

© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of Nucleic Acids Research.