シークエンシングに基づくスクリーニング法により線虫の非生存性変異体からEGFRシグナル伝達の調節因子を同定

SCIENCE SIGNALING
25 Feb 2025 Vol 18, Issue 875
DOI: 10.1126/scisignal.adp9377

Hillel T. Schwartz and Paul W. Sternberg^*

Division of Biology and Biological Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.

* Corresponding author. Email: pws@caltech.edu

Editor's summary

突然変異表現型の抑制因子の遺伝学的スクリーニングは、シグナル伝達経路の構成要素を同定するための貴重なツールである。SchwartzとSternbergは、生存可能な個体の回復を必要としないゲノムシークエンシングに基づくスクリーニング法を開発した。この手法を用いて、彼らは線虫（Caenorhabditis elegans）における上皮成長因子受容体ホモログLET-23の喪失によって引き起こされる致死性を部分的に抑制する変異を同定した。抑制的な変異には、低分子グアノシン三リン酸分解酵素Rhoの調節因子とDNA損傷から保護する核タンパク質をコードする遺伝子に影響を与えるものが含まれていた。この方法は、一部の組織でのみ表現型を抑制するが、生殖可能な成体の回復を可能にする機能を完全に回復させるまでには至らない修飾因子をスクリーニングするために用いることができる。—Annalisa M. VanHook

要約

抑制因子スクリーニングは生化学的経路の遺伝的修飾因子を同定できるが、通常、抑制された変異体が生存可能で繁殖可能であることが必要である。われわれは、この要件を回避するスクリーニング法を開発し、線虫（Caenorhabditis elegans）における上皮成長因子（EGF）受容体相同遺伝子LET-23の喪失によって引き起こされる早期発生停止および致死を部分的に抑制する変異の同定を可能にした。われわれは、機能喪失型対立遺伝子let-23（sy15）を持つ個体を化学的に変異させ、早期発生停止を免れたものの生存できないlet-23（sy15）ホモ接合体を回収し、そのゲノム配列を決定した。候補となる原因変異を調べた結果、変異するとEGFシグナル伝達の喪失によって引き起こされる早期致死を軽減する11個の遺伝子が同定された。これらには、LET-23の下流エフェクターである低分子グアノシン三リン酸分解酵素（GTPase）Ras（let-60）のホモログや、ホスホチロシン結合タンパク質TENSIN（tns-1）のホモログを含む低分子GTPase Rhoの調節因子のホモログをコードする遺伝子が含まれていた。また、MutSホモログ4（him-14）のホモログを含む、DNA損傷から保護する核タンパク質をコードする遺伝子の抑制的変異も見られた。遺伝学的実験は、EGFシグナル伝達の喪失を補うRho活性の抑制、またはDNA損傷応答の活性化と一致していた。このシークエンシングに基づく個体まるごとのスクリーニング法は、他の生物にも適用でき、表現型により生存可能な個体に回復できない変異を同定できる可能性がある。