ミトコンドリア病におけるDNA診断法の開発と病態の解明

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05253221
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 宝来 聴 国立遺伝学研究所, 総合遺伝研究系, 助教授 (40126157)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 埜中 征哉 国立遺伝学研究所, 国立精神・神経センター神経研究所・微細構造研究部, 部長 (80040210)
• Keywords: ミトコンドリア脳筋症 / ミトコンドリアDNA / 点突然変異 / tRNA / PCR / ミスマッチプライマー / ヘテロプラスミィー

Research Abstract

ミトコンドリア脳筋症MELASにおいては、tRNA・ロイシン(UUR)遺伝子の塩基番号3243の変異が約80%の患者に、同遺伝子上の塩基番号3271の変異が10%の患者に見い出されている。しかし、約10%の患者はいずれの変異も検出されていない。昨年、白人患者においてND4遺伝子上の塩基番号11084におけるA→G置換が報告された。本研究では、この11084変異に関する検討を行なうとともに、3243および3271の検出されない症例に関して、全tRNA領域の塩基配列の解析を行なった。
11084変異:日本人のミトコンドリア脳筋症患者計90例について、この変異をミスマッチプライマーを用いたPCRおよびNheI消化により検討した。その結果、3例のMELAS患者、4例のCPEO患者および分類不明のミトコンドリア脳筋症患者2例にこの変異が観察されたが、いずれもホモプラスミィーの変異であった。さらに正常対照105例を検討した結果、15例(14%)にホモプラスミィーな変異として見い出された。この結果、11084変異は白人においては極めて頻度が低く、日本人では高頻度に存在する正常の多型である可能性が高く、MELASに特異的な変異でないと結論した。
3291変異:典型的MELAS症状を呈し、かつ3243および3271変異の検出されない6例に関して全tRNA領域の塩基配列を決定した。その結果、1例において新たにtRNA・ロイシン(UUR)遺伝子上の塩基番号3291におけるT→C変異を見い出した。ミスマッチプライマーを用いたPCR-BamHI消化によって、この変異はヘテロプラスミィーとして見い出されること、および3243あるいは3271変異を有するMELAS患者および正常対照には見い出されないことより、本邦MELAS患者における第3の変異と考えられた。またこの変異はtRNA・ロイシン(UUR)遺伝子における2次構造上では、T〓Cループの最後の塩基で、生物進化上も厳密に保存されていることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Sakuta,R.: "Mitochondrial DNA mutations at nucleotide positions3243 and 3271 in mitochondrial myopathy,encephalpathy,lactic acidosis and stroke-like episodes:A comparative study" J.Neurol.Sci.115. 158-160 (1993)
• [Publications] Yoshinaga,H.: "A T-to-G mutation at nucleotide pair 8993 in mitochondrial DNA in a patient with Leigh's syndrome" J.Child Neurol.8. 129-133 (1993)
• [Publications] Horai,S.: "Peopling of the Americas,founded by four major lineages of mitochondrial DNA" Mol.Biol.Evol.10(1). 23-47 (1993)
• [Publications] Kondo,R.: "Evolution of hominoid mitochondrial DNA with special reference to the silent substitution rate over the genome" J.Mol.Evol.36(6). 217-231 (1993)
• [Publications] Sakuta,R.: "AnA-to-G transition at nucleotide pair 11084 in ND4 gene may be mitochondrial DNA polymorphism" Am.J.Hum.Genet.53. 964-965 (1993)
• [Publications] Ishida,T.: "Seroepidemiologicalsurvey of human T-lymphotropic retrovirus among indigenous population in Taiwan" International Journal of Epidemiology. 22. 927-930 (1993)
• [Publications] Umetsu,K.: "Polymorphisms of complementlandC1R subcomponent of C1 in aboriginal Taiwanese populations" Human Biology. (in press).
• [Publications] Kadowaki,T.: "The mutation in the mitochondrial tRNALeu at position 3243as a cause of familial insulin deficient type of diabetes mellitus in Japan-Definition of a subtype of diabetes mellitus" NewEng.J.Med.(in press).
• [Publications] Kawakami,Y.: "Mitochondrial myopathy with progressive decrease in mitochondrial tRNA-Leu(UUR) mutant genomes" Ann.Neurol.(in press).
• [Publications] Hattori,Y.: "Point mutaion in mitochondrial tRNA genes:sequence analysis of chronic progressive external ophthalmoplegia(CPEO)" J.Neurol.Sci.(in press).
• [Publications] 宝来,聴: "日本人と日本文化の形成" 朝倉書店, 20 (1993)
• [Publications] 宝来,聴: "日本文化の起源,民族学と遺伝学の対話" 講談社, 30 (1993)
• [Publications] Horai,S.: "Prehistoric dispersal of Mongoloids T.Akazawa(eds)" Oxford University Press(in press),
• [Publications] Horai,S.: "Current Research in the Pleistocene.Vol.10" Oregon State University Press(in press),