選択的スプライシング制御因子RBM10に由来する多様な疾病の一元的細胞病態の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K05569
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 井上 晃 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (50109857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中嶋 弘一 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (00227787) ; 山本 直樹 東京都立多摩総合医療センター(臨床研究・教育研修センター(臨床研究部)), 精神神経科, 部長 (70312296) ; 國本 浩之 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (80372853)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: RBM10/S1-1 / 選択的スプライシング / RBM10標的遺伝子の同定 / RBM10が関わる細胞内過程 / RBM10異常による細胞病態と疾病 / RBM10活性の制御機構 / 細胞分裂制御

Outline of Annual Research Achievements

1996年に見出した細胞核のRBM10/S1-1は選択的スプライシング（AS）の制御因子であり遺伝子発現の調節に与る事を明らかにしてきた。一方、疾病の変異遺伝子研究からRBM10の異常は出生時の様々な奇形や成人の多様な発ガンそして認知機能障害と多彩な病態を引起すことが報告されている。このような表現系へのRBM10の関わりを理解する為に、RBM10のAS制御を受ける標的遺伝子を同定し、RBM10が関わる分子・細胞病態を明らかにする事を目標とした。
その研究から、RBM10には自己の活動度を調節する機構の働くことが判明した。即ち、細胞の転写活性の減少に伴いRBM10は細胞核内のS1-1 nuclear body（NB）と呼ぶ核内構造体に入り、逆に転写活性上昇時にはNBから核質に出てAS反応に再びあずかる。この転写低下を感知しNBに局在化させる機構はRBM10分子内のC2H2 Zn fingerの働きによるものであった。この現象は、必要以上のRBM10は必要とされる時まで隔離する機構と考えられる。RBM10遺伝子はX染色体にあり、２つのX染色体をもつ女性細胞では1つが不活化されRBM10は発現しない。これは、２倍量のRBM10は細胞に有害となりこれを未然に防止する機構であり、本研究で示された細胞の転写状態に応じた自己隔離はRBM10の細胞内活性の調整系と考えられる。この成果を第40回日本分子生物学会で発表し、現在論文を投稿中。
この様に、RBM10はその適切な発現量が大切で、たとえば過剰発現ではそのC端側領域の作用により、細胞分裂を制御する中心体形成に異常を起こし、細胞周期をG2/M期に停止させ細胞増殖の抑制を引き起こしてしまう。逆にRBM10ナシでは中心体が異常増幅し細胞分裂異常を起こすことが判った。これらの成果を第40回日本分子生物学会で発表し、現在論文を作成している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

RBM10によってスプライシング調節を受ける遺伝子群の網羅的同定のために、HepG2細胞、このRBM10をknockoutしたRBM10非発現細胞、そしてTet-On系を用いた過剰発現細胞、の３種の細胞を使ったRNA Seqの結果を解析した。その過程で、研究実績に述べた研究成果を得た。１つの論文は投稿中、もう１つは論文が完成途上にある。とくにRBM10が引き起こす多様な病態は一元的にその作用低下に原因があるが、RBM10のC2H2 ZnF領域は転写低下時にRBM10をS1-1 NBsに局在化させるばかりでなく、RBM10の機能であるsplicing制御活性に必須なドメインでもある事を明らかにした。しかしC2H2 ZnFの分子レベルの作用様式の解明はまだ終わっていない。また、AS制御を受けるRBM10の標的遺伝子を同定し、RBM10が関わる分子・細胞病態を明らかにする当初の研究計画は遅れている。

Strategy for Future Research Activity

RBM10のC2H2 ZnFの作用機作の解明。またRBM10が制御する遺伝子群の同定とRBM10が関わる細胞生物学的過程のさらなる解明を行う。これらの作業から、RBM10異常で発生する細胞病態、分子病態の理解と、責任遺伝子の同定の研究を完成する。

Causes of Carryover

論文作成と投稿に予定外の時間を使ってしまった。その為、予定した実験が進められず、その分、予定基金の一部は残額としてH３０年度に繰越される形となった。

Research Products

• [Presentation] RBM10による中心小体形成の制御機序について (2017)
  • Author(s): 國本 浩之、趙 虹、井上 晃、中嶋 弘一
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会
• [Presentation] RBM10の活動度を制御する自己調節機構： S1-1 NB-targeting (2017)
  • Author(s): 井上 晃, 國本 浩之, 王 凌宇, 肖 勝軍, 小島 裕正, 山本 隆博, 山本 直樹, 木村 政継, 徳永 和明, 谷 時雄, 中嶋 弘一, 井口 広義
  • Organizer: 第40回日本分子生物学会年会