Molecular mechanism of nuclear speckle disorders: NKAP-related syndrome as a model

Research Project

Project/Area Number	21K06833
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	泉幸佑東京大学, 定量生命科学研究所, 客員准教授 (40383707)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	白髭克彦東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (90273854)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	核スペックル / RNA / 精神運動発達異常 / RNA結合タンパク / 転写制御 / 精神運動発達遅滞
Outline of Research at the Start	NKAP関連症候群は精神運動発達遅滞を主徴とする遺伝性疾患である。NKAPは核内オルガネラである核スペックルを構成するタンパクやRNAスプライス制御因子として知られている。我々の先行研究により、NKAP関連症候群に認められるNKAP変異は遺伝子発現異常を引き起こすことが示されている。しかしながらNKAP変異がどのように遺伝子発現異常を引き起こすのかは明らかになっていない。NKAP関連症候群病態機構解明に向け、NKAPコンディショナルノックアウト細胞、NKAP関連症候群患者由来細胞を用いた実験から、NKAP機能の本質を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	１）昨年度、NKAPタンパク機能を明らかにするために、免疫沈降質量解析を用いてNKAP結合タンパクを同定した。本年度は、新たにNKAP結合タンパクとして同定されたタンパクの核内結合をProximity ligation assay等を用いて免疫沈降質量解析のデータを確証実験を行なった。RNA輸送に関わるTREX複合体構成因子等のNKAP結合を確認した。２）NKAP遺伝子異常がどのように遺伝性疾患を引き起こすかを明らかにするため、NKAP遺伝子異常を有する患者情報を集めている。９人の新たなNKAP遺伝子変異を有する患者情報を集めた。同定された遺伝子変異はNKAP遺伝子全体に分布していた。認められた症状は主に精神運動発達遅滞であり、NKAPが脳の発達に重要な役割を果たすことが示唆された。３）昨年度の実験から、NKAP結合タンパクとしてSRRM2を同定している。さらに我々のグループはSRRM2遺伝子異常もNKAP遺伝子異常同様に精神運動発達遅滞を引き起こすことを示した。本年度はさらなるSRRM2変異をもつ患者情報も集めた。４人の新たなSRRM2遺伝子変異を有する患者情報を集めた。認められた症状は主に精神運動発達遅滞であり、NKAPと同様にSRRM2が脳の発達に重要な役割を果たすことが示唆された。同定された新規SRRM2変異患者から検体を集め、SRRM2変異が遺伝子発現に及ぼす影響をRNAシーケンシングを用いて検討中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason NKAP機能解明を目指し行なった免疫沈降質量解析の確証実験を行い、同定されたNKAP結合因子が実際に細胞内でNKAPに結合することを確認した。さらにNKAP・SRRM2変異を有する新規患者の同定に成功し、さらなる昨日解析実験を予定している。これらの理由により、本年度の進捗状況は概ね順調であると判断した。
Strategy for Future Research Activity	NKAPとNKAP結合タンパクがどのように協調的にRNA代謝制御に関わっているかをNKAP-AID細胞・NKAP 関連症候群患者由来細胞、SRRM2関連症候群患者由来細胞を用いて検討する。我々の実験結果からNKAP関連症候群、ZTTK症候群、SRRM2関連症候群において、共通のRNA代謝制御異常が引き起こされている可能性が示唆されたため、これら症候群に罹患した患者由来細胞を用いて、共通する病態メカニズムの解明を目指す。