チトクロームc酸化酵素欠損良性乳児型の分子病態解析

• Project/Area Number: 17790738
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Pediatrics
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 三牧 正和 The University of Tokyo, 医学部・附属病院, 助教 (40392419)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: チトクロームc酸化酵素欠損症 / 良性乳児型 / ミトコンドリアDNA / 転移RNA / アミノアシル化 / ミトコンドリア病 / アミノアシンル化

Research Abstract

チトクロームc酸化酵素欠損良性乳児型の6例にミトコンドリアDNA上のtRNA-Glu(グルタミン酸特異的転移RNA)領域の同一塩基の点変異を見いだした。tRNA-Gluはaminoacyl acceptor stemの末端にCCA配列が付加され、アンチコドンの転写後修飾をうけコドンの認識能力を獲得し、アミノアシル化転移酵素によりglutamateをチャージしてアミノアシル化が完成する。患者ではいずれかの過程に異常が生じていると考え、まず患者生検筋のtRNA量が低下していることを明らかにした。またアミノアシル化には異常がないことをacid PAGE等で示した。さらにtRNAをRNaseで部分消化しDNA変異が実際にtRNAの配列異常をもたらしていることを確認した。本年度は症例数をさらに増やしたうえで変異を確認し、同変異がtRNAの生合成、機能発現にもたらす異常を検出するために、以下の検討を行った。
1.Acryloylamino phenyl mercuric chloride gelを用いたノーザンブロットにより、tRNAのアンチコドン修飾には異常がないことを確認した。
2.培養細胞を用いて、メチオニンラベルよるタンパク合成能解析を行い、電子伝達系タンパクの異常を示唆する結果をえた。
以上より、発見した変異はアンチコドン修飾には影響を与えず、変異のもたらすtRNAの量的減少によりタンパク合成能の異常をきたすことが病因となっていると考えた。自然軽快する機序については検討中であるが、チトクロームc酸化酵素のアイソフォームの乳児型から成人型への変化の関与を想定している。