| Project/Area Number |
21K06871
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49010:Pathological biochemistry-related
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
白石 裕士 大分大学, 医学部, 准教授 (80452837)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | RNAキナーゼ / CLP1 / 橋小脳低形成症 / 神経変性疾患 / RNA代謝 / 細胞死 / ゼブラフィッシュ |
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| Outline of Research at the Start |
生体内のRNAは様々な制御を受け、厳密にコントロールされている。CLP1はRNAの5’末端をリン酸化する酵素の一つであり、mRNAやtRNAの成熟化に関わる。また、その機能障害が神経変性疾患の発症に関わることが近年明らかになってきた。しかしながら、その病態形成機構は未だ明らかにされていない。本研究は、動物モデル等を用いて、この酵素の異常によっておこる神経変性のメカニズムを解析し、新しい治療戦略を構築することを目的とする研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内の様々なRNA分子は、厳密に合成と分解の調節を受けており、その異常が様々な疾患を引き起こす。CLP1は、RNAの5'末端をリン酸化するRNAリン酸化酵素の一つである。RNAの5'末端のリン酸化の生理的意義は未だ不明であるが、リン酸化活性を失ったCLP1を持つマウスは、異常tRNA断片が蓄積し、神経変性症状を示すことが知られており、実際に橋小脳低形成症患者において、CLP1の変異が見つかっている。本研究では、CLP1の機能不全がどのようにして神経変性を引き起こすのか明らかにすると共に、RNAリン酸化の生理的意義を明らかにすることを目的としている。
これまでに、CRISPR/Cas9システムを用いてヒトのCLP1変異を持つノックインマウスの作製および解析を行い、変異マウスがヒト患者と同様の神経症状を示し、CLP1のR140H変異が橋小脳低形成症の原因となっていること、CLP1R140H変異マウスが橋小脳低形成症の良い動物モデルになることを明らかにしてきた。当該年度は、橋小脳低形成症において神経細胞障害を抑制する薬剤を探索するシステムを立ち上げるために、マウスモデルに加えてゼブラフィッシュモデルの作製を行った。ゼブラフィッシュclp1遺伝子の開始コドン付近のゲノム配列を標的としたgRNAを設計し、CRISPR/Cas9システムを用いてclp1変異ゼブラフィッシュを作製し、F1世代を得た。また、培養細胞を用いて異常tRNA断片によって生じる細胞毒性を解析したところ、tRNA断片によってアポトーシスが誘導されていることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CLP1の変異モデルマウスを作製および解析し国際誌に発表済みであり、さらに変異モデルゼブラフィッシュの作製、培養細胞を用いた解析も順調に進んでいるため、「概ね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、clp1変異ゼブラフィッシュのF1世代の掛け合わせによりホモ接合変異体を得て特に脳神経系の異常について解析を行う。さらに治療戦略構築のための薬剤スクリーニングの系を立ち上げる。また、CLP1の生理的役割を明らかにするために、培養細胞を用いて生化学的実験を進めていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Ankle2 deficiency-associated microcephaly and spermatogenesis defects in zebrafish are alleviated by heterozygous deletion of vrk1.2022
Author(s)
Apridita Sebastian W, Shiraishi H, Shimizu N, Umeda R, Lai S, Ikeuchi M, Morisaki I, Yano S, Yoshimura A, Hanada R, Hanada T.
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Journal Title
Biochem Biophys Res Commun.
Volume: 624
Pages: 95-101
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Vrk2 deficiency elicits aggressive behavior in female zebrafish2022
Author(s)
Umeda Ryohei、Teranishi Hitoshi、Hada Kazumasa、Shimizu Nobuyuki、Shiraishi Hiroshi、Urushibata Hirotaro、Lai Shaohong、Shide Masahito、Carrasco Apolinario Magdeline E.、Higa Ryoko、Shikano Kenshiro、Shin Toshitaka、Mimata Hiromitsu、Hikida Takatoshi、Hanada Toshikatsu、Hanada Reiko
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Journal Title
Genes to Cells
Volume: 27(4)
Issue: 4
Pages: 254-265
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Leucyl-tRNA synthetase deficiency systemically induces excessive autophagy in zebrafish.2021
Author(s)
Inoue M, Miyahara H, Shiraishi H, Shimizu N, Tsumori M, Kiyota K, Maeda M, Umeda R, Ishitani T, Hanada R, Ihara K, Hanada T.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 8392-8392
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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