細胞機能や疾患におけるチューブリンのアセチル化の役割

Role of tubulin acetylation in cellular functions and diseases.

• Yoko Nekooki-Machida
• Haruo Hagiwara

抄録

アセチル化は、チューブリンの翻訳後修飾（PTM）としてよく研究されている。アセチル化されたチューブリンは、長寿命で安定な微小管を含む求心子、一次繊毛、鞭毛に存在しています。チューブリンのアセチル化は、細胞極性、細胞移動、小胞輸送、細胞発生などの細胞活動に重要な役割を果たしています。アセチル化されたチューブリンの構造変化を低温電子顕微鏡で再構成したところ、チューブリン間のモノマー相互作用が減少し、微小管の弾性が増加していることが明らかになった。アセチル化チューブリンの構造変化の速度論は、これらの細胞活動における微小管の機能を解明する可能性がある。チューブリンのアセチル化異常は、神経変性疾患、繊毛症、癌などに関与していると考えられています。したがって、これらの疾患を理解し、治療法を設計するためには、チューブリンアセチル化のメカニズムとその細胞活性への影響を解明することが重要である。本総説では、アセチル化されたチューブリンの細胞内分布と動態、細胞活性の調節における役割について論じている。

Acetylation is a well-studied post-translational modification (PTM) of tubulin. Acetylated tubulin is present in the centrioles, primary cilia, and flagella, which contain long-lived stable microtubules. Tubulin acetylation plays an important role in cellular activities including cell polarity, cell migration, vesicle transport, and cell development. Cryo-electron microscopy reconstructions have revealed conformational changes in acetylated tubulin, revealing a reduction in intermonomer interactions among tubulins and an increase in microtubule elasticity. The kinetics of conformational changes in acetylated tubulin may elucidate microtubule functions in these cellular activities. Abnormal tubulin acetylation has been implicated in neurodegenerative disorders, ciliopathies, and cancers. Thus, it is important to elucidate the mechanisms underlying tubulin acetylation and its effects on cellular activity to understand these diseases and to design potential therapeutic strategies. This review discusses the cellular distribution and dynamics of acetylated tubulin and its role in regulating cellular activities.