ミュンヘン・ルートヴィヒ・マクシミリアン大学の研究者主導で、リボソームがタンパク質合成中の衝突を検知し、ZAKキナーゼを介してストレス応答経路を活性化する方法がマッピングされた。ZAKが停止・衝突したリボソームを認識する方法を示すことで、チームのNature論文は翻訳機構の細胞監視・保護における役割を強調している。
リボソームは、主にメッセンジャーRNA（mRNA）を読み取りアミノ酸を連結してタンパク質を組み立てることで知られているが、細胞の健康状態を監視するのにも役立つ。タンパク質合成がアミノ酸不足、損傷したmRNA、ウイルス感染などの要因で乱れると、翻訳中のリボソームが停止し、互いに衝突する可能性がある。Ludwig-Maximilians-Universität Münchenによると、これらの衝突はリボトキシックストレス応答（RSR）を引き起こし、問題を修復する経路を活性化するか、損傷が深刻な場合はプログラムされた細胞死に至る。
LMUのGene Center MunichのRoland Beckmann教授率いる国際チームは、生化学的解析とクライオ電子顕微鏡を組み合わせ、このメカニズムを解明した。
研究者らは、ストレス応答酵素であるキナーゼZAKが衝突したリボソームによって直接活性化されることを示した。彼らはZAKがこれらのリボソームペアに募集され、特定の ribosomal タンパク質と相互作用することを発見した。これらの接触により、ZAKの特定の領域が二量体化する – タンパク質の2つのコピーが結合 – し、下流のシグナル伝達カスケードを起動して保護的な細胞プログラムを活性化する。
「これらのメカニズムのより深い理解は、いくつかの理由で重要です」とBeckmannはLMUによると述べた。ZAKは細胞ストレス応答の非常に早い段階で作用するため、リボソーム衝突を認識する方法を明らかにすることで、細胞が高時間分解能で障害を検知する方法についての洞察が得られる。この研究はまた、リボソーム品質管理が下流シグナル経路や免疫応答とどのように接続するかを明らかにするのに役立つ。
ZAKは医学的にも注目されている。ZAK活性の異常は炎症性疾患や慢性リボソームストレスと関連しているとLMUは指摘する。「我々の発見は、真核生物のストレス生物学の中心原理を照らし出す」とBeckmannは述べた。「翻訳機構自体がここでは監視プラットフォームとして機能し、そこからグローバルなストレスシグナルが開始される」
この発見は、Vienna L. Huso、Shuangshuang Niu、Marco A. Catipovic、James A. Saba、Timo Denk、Eugene Park、Jingdong Cheng、Otto Berninghausen、Thomas Becker、Rachel Green、Roland BeckmannによるNature論文「ZAK activation at the collided ribosome」で報告されている。論文は2025年のNatureにDOI 10.1038/s41586-025-09772-8で掲載される。LMU、ScienceDaily、Johns Hopkins Medicineの機関要約は、この研究をLMUとJohns Hopkinsの共同作業とし、リボソーム衝突がZAK依存性ストレスシグナリングを誘発する構造的・機序的洞察を提供すると記述している。
