蛋白質相互作用解析に基づく新規難聴関連分子の探索とヒト難聴モデルマウスの作製

• Project/Area Number: 17680034
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Laboratory animal science
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture (2006-2007); Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research (2005)
• Principal Investigator: 吉川 欣亮 Tokyo University of Agriculture, 生物産業学部, 准教授 (20280787)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥21,710,000 (Direct Cost: ¥16,700,000、Indirect Cost: ¥5,010,000); Fiscal Year 2007: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2006: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2005: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
• Keywords: stereocilia / ヒト難聴モデルマウス / Sans / whirlin / Harmonin / バンド4.1 / p55 / ENUミュータジェネシス / stereocilia(不動毛) / Whirlin / Gnd211 / Gnb211

Research Abstract

内耳有毛細胞の不動毛の発生・維持に関与する新たな分子の同定、さらに、新規ヒト難聴モデルマウスの樹立を目的として解析を行い、以下の結果を得た。
1.内耳有毛細胞で機能する新規スカフォールド蛋白質に相互作用する蛋白質の探索および同定:過去2年間に引き続き、内耳有毛細胞で機能する3種のスカフォールド蛋白質であるSANS, HarmoninおよびWhirlinと相互作用する蛋白質のスクリーニングを行い、新たに5種の候補蛋白質を単離した。
2.4.1NをプローブとしたマウスENUミュータジェネシスライブラリーのスクリーニング:Whirlinとの相互作用が明らかとなったGnb211および4.1Nのマウス突然変異体を得るため、理化学研究所ゲノム科学総合センターのマウスENUミュータジェネシスライブラリーからそれぞれの遺伝子に変異をもつマウスのスクリーニングを行った。その結果、4.1Nにおいて455番目のアスパラギンがセリンに置換した個体(Asn455Ser)および17番目のグルタミン酸がグリシンに置換した個体(Glu17Gly)の計2個体のミスセンス突然変異をもつ個体を単離した。現在両個体の系統化を行っている。
3.4.1Rノックアウトマウスの解析およびp55ノックアウトマウスの作製:Whirlinと内耳有毛細胞で複合体を形成することが判明したMAGUKファミリーのp55ノックアウト(KO)マウスの作製、およびバンド4.1のアイソフォームである4.1R-KOマウスの解析を試みた。その結果、4.1R-KOは昨年度報告書で示したように聴力異常を示し、特に蝸牛神経細胞節の細胞減少が認められた。また、p55のKOマウスについては2系統の変異ES細胞株を単離したが、生殖細胞へは分化せず、現時点でKOマウス作製には至っていない。現在継続してp55-KOマウスの作製を行っている。

Research Products

• [Journal Article] Mouse inter-subspecific consomic strains for genetic dissection of quantitative complex traits. (2008)
  • Author(s): Takada, et. al.
  • Journal Title: Genome Res. 18・3 Pages: 500-508
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fine mapping of Ah13 affecting both age-related and noise-induced hearing loss. (2007)
  • Author(s): Morita, et. al.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 355・1 Pages: 117-121
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fine mapping of Ahl3 affecting both age-related and noise-induced hearing loss. (2007)
  • Author(s): Morita, Y., Hirokawa, S., Kikkawa, Y, Nomura, T., Yonekawa, H., Shiroishi, T., Takahashi, S., Kominami, R.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Common. 355・1 Pages: 117-121
• [Journal Article] The cis-Regulatory Element Gs15 Is Indispensable for Proximal Straight Tubule Cell-specific Transcription of Core 2 beta-1,6-N-Acetylglucosaminyltransferase in the Mouse Kidney. (2006)
  • Author(s): Sekine, M., Taya, C., Shitara, H., Kikkawa, Y., Akamatsu, N., Kotani, M., Miyazaki, M., Suzuki, A., Yonekawa, H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. 281・2 Pages: 1008-1015
• [Journal Article] Whirlin complexes with p55 at the stereocilia tip during hair cell development. (2006)
  • Author(s): Mburu, P.*, Kikkawa, Y.*, Townsend, S., Romero, R., Yonekawa, H., Brown, S.D.M.*P.M., Y.K.contributed equally to this work.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 103・29 Pages: 10973-10978
• [Journal Article] The cis-regulatory element Gsl5 is indispensable for proximal straight tubule cell-specific transcription of core 2 beta-1,6-N-acetylglucosaminyltransferase in the mouse kidney (2006)
  • Author(s): Sekine, M., Taya, C., Shitara, H., Kikkaw Y., Akamatsu, N., Kotani, M., Miyazaki, M., Suzuki, A., Yonekawa, H.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 281・2 Pages: 1008-1015
• [Journal Article] Interactions in the Usher syndrome type 1 proteins network (2005)
  • Author(s): Adato, A., Michel, V., Kikkawa, Y., Reiners, J., Alagramam, K.N., Weil, D., Yonekawa, H., Wolfrum, U., El-Amraoui, A., Petit, C.
  • Journal Title: Human Molecular Genetics 14・3 Pages: 347-356
• [Journal Article] Mutant analysis reveals whirlin as a dynamic organizer in the growing hair cell stereocilium (2005)
  • Author(s): Kikkawa, Y., Mburu, P., Morse, S., Kominami, R., Townsend, S., Brown, S.D.M.
  • Journal Title: Human Molecular Genetics 14・3 Pages: 391-400
• [Journal Article] Origins of mouse inbred strains deduced from whole-genome scanning by polymorphic microsatellite loci (2005)
  • Author(s): Sakai, T., Kikkawa, Y., Miura, I., Inoue T., Moriwaki, K., Shiroishi, T., Satta, Y., Takahata, N., Yonekawa, H.
  • Journal Title: Mammalian Genome 16・1 Pages: 11-19
• [Journal Article] I型Usher症候群 USH1モデルマウス (2005)
  • Author(s): 吉川欣亮, 戸叶尚史, 喜多村 健, 米川博通
  • Journal Title: Molecular Medicine 42 Pages: 694-700
• [Journal Article] 不動毛異常を示すヒト難聴モデルマウス (2005)
  • Author(s): 吉川欣亮, 米川博通
  • Journal Title: 細胞 37 Pages: 524-528
• [Presentation] 内耳有毛細胞の不動毛異常を示す新規マウスミュータント原因遺伝子のクローニング (2007)
  • Author(s): 望月, ら
  • Organizer: 第54回日本実験動物学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] マウス突然変異体を用いた内耳有毛細胞における4.1蛋白質の機能解析 (2007)
  • Author(s): 奥村, ら
  • Organizer: 第54回日本実験動物学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] MSMマウスゲノム特性の情報化と難聴研究への利用(第2回森脇賞受賞講演) (2007)
  • Author(s): 吉川欣亮
  • Organizer: 第21回モロシヌス研究会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Immunohistochemical and functional analysis of protein 4.1 in the innerear hair cell. (2007)
  • Author(s): Kikkawa, et. al.
  • Organizer: 21th International Mammalian Genome Conference
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan.
• [Presentation] マウス内耳有毛細胞におけるMyosinVIの局在 (2007)
  • Author(s): 望月, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会・第80回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 加齢性難聴・騒音性難聴感受性遺伝子座の同定 (2007)
  • Author(s): 奥村, ら
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会・第80回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Book] 内耳病態の解明と展開-分子遺伝学の立場より-III.2 Whirlerマウス(不動毛形成障害) (2006)
  • Author(s): 吉川欣亮, Mburu, P, 米川博通, Brown, S.D.M.
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 東京医科歯科大学 耳鼻咽喉科(編集 喜多村 健)