Development of RNA modification editing technology and its application for the therapeutics.

• Project/Area Number: 23K17414
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 富澤 一仁 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (40274287)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2026: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2025: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2024: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: RNA修飾 / FTSJ1 / 修飾編集 / RNA modification / RNA editing / tRNA

Outline of Research at the Start

トランスファーRNA (tRNA) には100種類以上の化学修飾が存在し、その構造や機能に重要な働きをしている。我々は先行研究で、tRNA 修飾の欠失や異常が様々な疾患発症の原因となることを明らかに、すなわちこれら疾患では、RNA修飾を正常化することにより予防や治療に繋がることが期待できる。本研究では、修飾酵素の機能が欠失していても。自由自在にtRNAやmRNAの化学修飾を編集し、RNA機能を回復させるというゲノム編集に次ぐ新たな技術開発に挑む。本研究は、ゲノム編集技術に次ぐ医学・生命科学のブレイクスルーとなる技術であり、その技術開発に挑む本研究の意義は大きい。

Outline of Annual Research Achievements

我々は、tRNA修飾の欠失や異常が様々な疾患発症の原因となることを明らかに、RNA修飾病（RNAモドパシー）という概念を提唱した。同疾患では、RNA修飾を正常化することが、その予防や治療に繋がることが期待できる。RNA修飾病は、遺伝子変異等によりtRNA修飾酵素のloss of functionが原因で起こる。また遺伝性疾患の11％は異常な終止変異に起因することが知られており、RNA上の異常終止コドンを通常コドン様に変化させることができれば、疾患発症を阻止できることが期待できる。しかし、現在のところ、目的のRNAの目的の塩基のみを自在に化学修飾する技術は存在していない。そこで本研究では、自由自在にtRNAやmRNAの修飾を編集し、RNA機能を回復させるというゲノム編集技術に次ぐ新たなセントラルドグマ編集技術の開発に挑む。
今年度は、人工snoRNAを用いて目的RNAをメチル化/シュードウリジン化（Y)する技術の開発に取り組んだ、具体的には、マウスtRNAPheに対する幾つかの種類野人工snoRNAを設計・合成し、それをFTSJ1 KO線維芽細胞 (既に作製済み) に導入した。導入効率は、60から70％であることを確認した。導入後、同細胞内のtRNAPheの32Cおよび34Gの2’-O-メチル化修飾が回復するか質量分析法にて検討した。すると、ある配列の人工snoRNAを導入すると、2’-O-メチル化修飾が20％まで低下することが確認できた。さらにこの細胞にFTSJ1を強制発現させると、修飾が回復する事を確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画書に記載している研究を実施し、構想通りの研究成果が得られたため。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に沿って研究を実施する。