バイオインフォマティクスを利用した神経変性細胞死・TRIADの分子機構解明

• Project/Area Number: 26430065
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 田村 拓也 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (80396647)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 細胞死 / 転写抑制 / ショウジョウバエ / バイオインフォマティクス / 転写阻害

Outline of Annual Research Achievements

申請者らは転写抑制性細胞死（Transcription Repression Induced Cell Death, TRIAD）の分子メカニズムを解明するにあたり、ショウジョウバエRNAiライブラリーを用いたin vivo遺伝子スクリーニングを行う計画を立てた。遺伝子スクリーニングを行うにあたり、まずはショウジョウバエでも、２００６年に星野らが発表したオリジナルのTRIAD（Hoshino et al., 2006 JCB）と同様の細胞死が起こるかを確認した。ショウジョウバエの個体においてもタマゴテングタケ由来のRNA polymerase inhibitorであるalpha-amanitin (AMA)による転写抑制性は中枢神経細胞においてTRIADと同様の形態を示す細胞死を誘導した。これによりショウジョウバエをTRIADの解析に用いることの根拠が担保されたと考えられる。そこで、実際にRANiライブラリーのスクリーニングを行った結果、ノックダウンによりTRIADを抑制する遺伝子を複数見出した。これらの遺伝子の相互関連を明らかにするため、Ingenutity IPAソフトウェアを用いた遺伝子間相互作用解析を行った。その結果、スクリーニング結果には含まれなかった複数の遺伝子がTRIADの分子経路において中心的な役割を果たしていることが示唆された。PLK1, Htt, hnRNPAB等の遺伝子が重要であることを示すため、これらの遺伝子の過剰発現を行ったところ、ショウジョウバエ及びオリジナルのTRIADにおいても抑制効果があった。また、hnRNPABはHttのスプライシングを調節することでTRIADをコントロールしていることが明らかとなった。これらの結果はCell Death and Diseaseにアクセプトされている。

Research Products

• [Journal Article] The hnRNP-Htt axis regulates necrotic cell death induced by transcriptional repression through impaired RNA splicing (2016)
  • Author(s): Ying Mao, Takuya Tamura, Yoshie Yuki, Daisu Abe, Yoshinori Tamada, Seiya Imoto, Hikari Tanaka, Hidenori Homma, Satoru Miyano and Hitoshi Okazawa
  • Journal Title: Cell Death & Disease Volume: inpres
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Systematic analysis of fly models with multiple drivers reveals different effects of Ataxin-1 and Huntingtin in neuron subtype-specific expression. (2014)
  • Author(s): Risa Shiraishi, Takuya Tamura, Masaki Sone, Hitoshi Okazawa
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Issue: 12 Pages: e116567-e116567
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0116567
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 神経変性疾患の細胞死とHippo pathway──神経変性はHippo pathwayで制御されるか？ (2014)
  • Author(s): 田村拓也、岡澤均
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 251巻5号 Pages: 449-454
• [Presentation] 脊髄小脳失調症1型の分子病態コアネットワークの解明 (2014)
  • Author(s): 田村 拓也、Barclay S Sam、藤田 慶大、伊藤 日加瑠、本木 和美、島村 徹平、田川 一彦、勝田 明寿香、曽根 雅紀、井元 清哉、宮野 悟、岡澤 均
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] ショウジョウバエアルツハイマー病モデルにおけるyata遺伝子によるAPP輸送制御 (2014)
  • Author(s): 矢島 隆明, 田村 拓也, 岡澤 均, 曽根 雅紀
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Systems biology analysis of Drosophila in vivo screen data elucidates core networks for DNA damage repair in SCA1 (2014)
  • Author(s): Tamura, T., Barclay, S, S., Fujita, K., Ito, H., Motoki, K., Shimamura, T., Tagawa, K., Katsuta, A., Shiwaku, H., Sone, M., Tagawa, K., Imoto, S., Miyano, S., Okazawa, H.
  • Organizer: Neuroscience2014
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama（横浜）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] A functional deficiency of TERA/VCP/p97 contributes to impaired DNA repair in multiple polyglutamine diseases. (2014)
  • Author(s): Fujita, K., Nakamura, Y., Oka, T., Ito, H., Tamura, T., Tagawa, K., Sasabe, T., Katsuta, A., Motoki, K., Shiwaku, H., Yoshida, C., Sone, M., Okazawa, H.
  • Organizer: Neuroscience2014
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama（横浜）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 昆虫モデルから見る神経疾患の特異性と普遍性 (2014)
  • Author(s): 田村拓也、岡澤均
  • Organizer: 第７回分子高次機能研究会
  • Place of Presentation: KKR沼津はまゆう（沼津）
  • Year and Date: 2014-08-25 – 2014-08-27
• [Presentation] 脊髄小脳失調症1 型におけるDNA損傷修復異常のコアネットワーク解析 (2014)
  • Author(s): 田村 拓也、Barclay S Sam、藤田 慶大、伊藤 日加瑠、本木 和美、島村 徹平、田川 一彦、勝田 明寿香、曽根 雅紀、井元 清哉、宮野 悟、岡澤 均
  • Organizer: 第55回日本神経病理学会総会
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京）
  • Year and Date: 2014-06-05 – 2014-06-07
• [Presentation] TERA/VCP/p97のDNA修復機能不全は複数の神経変性疾患に関与する (2014)
  • Author(s): 藤田 慶大、中村 蓉子、岡 努、伊藤 日加瑠、田村 拓也、田川 一彦、笹邊 俊和、勝田 明寿香、本木 和美、塩飽 裕紀、吉田 千里、曽根 雅紀、岡澤 均
  • Organizer: 第55回日本神経病理学会総会
  • Place of Presentation: 学術総合センター（東京）
  • Year and Date: 2014-06-05 – 2014-06-07
• [Presentation] 脊髄小脳失調症1 型におけるDNA損傷修復異常のコアネットワーク解析 (2014)
  • Author(s): 田村 拓也、Barclay S Sam、藤田 慶大、伊藤 日加瑠、本木 和美、島村 徹平、田川 一彦、勝田 明寿香、曽根 雅紀、井元 清哉、宮野 悟、岡澤 均
  • Organizer: 第55回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
  • Year and Date: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [Presentation] TERA/VCP/p97のDNA修復機能不全は複数の神経変性疾患に関与する (2014)
  • Author(s): 藤田 慶大、中村 蓉子、岡 努、伊藤 日加瑠、田村 拓也、田川 一彦、笹邊 俊和、勝田 明寿香、本木 和美、塩飽 裕紀、吉田 千里、曽根 雅紀、岡澤 均
  • Organizer: 第55回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
  • Year and Date: 2014-05-21 – 2014-05-24