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Regulation of alpha-synuclein aggregation and propagation by RNA G-quadruplexes.

Research Project

Project/Area Number 21K06579
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47040:Pharmacology-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Yabuki Yasushi  熊本大学, 発生医学研究所, 准教授 (70756121)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsRNA グアニン四重鎖 / α-Synuclein / 液-液相分離 / ゾル-ゲル相転移 / 神経変性 / α-シヌクレイン / 液-液相分離 / 核酸高次構造 / グアニン四重鎖
Outline of Research at the Start

レビー小体病は病原性 α-シヌクレインが凝集・伝播することで進行する脳アミロイドーシスである。その全容は未だに不明であり、根本的な治療薬はない。申請者はα-シヌクレインが特殊な核酸高次構造である RNA グアニン四重鎖に強く結合することを見出した。本研究では、α-シヌクレイン凝集・伝播機構における RNA グアニン四重鎖機能解明を目指す。加えて、グアニン四重鎖結合性リガンドの薬効を評価する。

Outline of Final Research Achievements

Neurodegenerative disorders with Lewy bodies are progressive brain amyloidosis caused by the aggregation and propagation of pathogenic α-synuclein (α-Syn). The mechanism underlying neurodegeneration by α-Syn aggregation is still unknown, and then there is currently no fundamental cure. We demonstrated that α-Syn binds specifically to RNA G-quadruplex (G4RNA), and that G4RNA promoted liquid-liquid phase separation (LLPS) and aggregate formation of α-Syn in vitro. We also identified endogenous G4RNAs that contribute to the induction of α-Syn aggregation in mouse neurons. We investigated effects of G4 ligands on aggregated α-Syn-induced neurodegeneration. Taken together, we revealed a part of the mechanism of α-Syn aggregation and neurodegeneration induced by G4RNA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳神経病態における G4RNA の挙動・役割は良く分かっておらず、本研究により、G4RNA の病態生理学的意義の一部が明らかとなった。また、超高齢化社会である本国において、レビー小体病は増加しており、新規治療法や予防医学の発展が急務である。本研究は G4 構造が新たな治療標的になる可能性を示唆しており、ドラッグ・リポジショニングによる臨床開発や創薬研究への発展ができる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Open Access: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] RNA G-quadruplexes and calcium ions synergistically induce Tau phase transition<i>in vitro</i>2024

    • Author(s)
      Yabuki Yasushi、Matsuo Kazuya、Komiya Ginji、Kudo Kenta、Hori Karin、Ikenoshita Susumu、Kawata Yasushi、Mizobata Tomohiro、Shioda Norifumi
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2024.03.01.582861

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  • [Journal Article] Structural polymorphism of the nucleic acids in pentanucleotide repeats associated with the neurological disorder CANVAS2024

    • Author(s)
      Kudo Kenta、Hori Karin、Asamitsu Sefan、Maeda Kohei、Aida Yukari、Hokimoto Mei、Matsuo Kazuya、Yabuki Yasushi、Shioda Norifumi
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 300 Issue: 4 Pages: 107138-107138

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2024.107138

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    • Author(s)
      Matsuo Kazuya、Asamitsu Sefan、Maeda Kohei、Kawakubo Kosuke、Komiya Ginji、Kudo Kenta、Sakai Yusuke、Hori Karin、Ikenoshita Susumu、Usuki Shingo、Funahashi Shiori、Kawata Yasushi、Mizobata Tomohiro、Shioda Norifumi、Yabuki Yasushi
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2023.07.10.548322

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    • Author(s)
      Ikenoshita Susumu、Matsuo Kazuya、Yabuki Yasushi、Kawakubo Kosuke、Asamitsu Sefan、Hori Karin、Usuki Shingo、Hirose Yuki、Bando Toshikazu、Araki Kimi、Ueda Mitsuharu、Sugiyama Hiroshi、Shioda Norifumi
    • Journal Title

      Journal of Clinical Investigation

      Volume: 133 Issue: 22

    • DOI

      10.1172/jci164792

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      Asamitsu Sefan、Yabuki Yasushi、Matsuo Kazuya、Kawasaki Moe、Hirose Yuki、Kashiwazaki Gengo、Chandran Anandhakumar、Bando Toshikazu、Wang Dan Ohtan、Sugiyama Hiroshi、Shioda Norifumi
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Issue: 8

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade2035

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      Guo Qingyun、Kawahata Ichiro、Jia Wenbin、Wang Haoyang、Cheng An、Yabuki Yasushi、Shioda Norifumi、Fukunaga Kohji
    • Journal Title

      CNS Neuroscience &amp; Therapeutics

      Volume: Online ahead of print. Issue: 6 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1111/cns.14120

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    • Author(s)
      Yabuki Yasushi、Shioda Norifumi
    • Journal Title

      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 158 Issue: 1 Pages: 30-33

    • DOI

      10.1254/fpj.22078

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
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      Fukuda H, Yamaguchi D, Nyquist K, Yabuki Y, Miyatake S, Uchiyama Y, Hamanaka K, Saida K, Koshimizu E, Tsuchida N, Fujita A, Mitsuhashi S, Ohbo K, Satake Y, Sone J, Doi H, Morihara K, Okamoto T, Takahashi Y, Wenger AM, Shioda N, Tanaka F, Matsumoto N, Mizuguchi T.
    • Journal Title

      Clin Epigenetics.

      Volume: 13 Pages: 204-204

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      Kenta Kudo, Karin Hori, Kazuya Matsuo, Yasushi Yabuki and Norifumi Shioda
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      Yasushi Yabuki, Kazuya Matsuo, Norifumi Shioda
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      Yasushi Yabuki, Kazuya Matsuo, Norifumi Shioda
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  • [Presentation] RNA 相転移による α-シヌクレイン凝集促進機構の検討2022

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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