2015 Fiscal Year Research-status Report

モデルマウス呼吸鎖複合体の解析に基づく中間型CMT（CMTRID）発症機構の解明

Research Project

Project/Area Number	15K08327
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	牧野悟士東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 研究支援者 (30423403)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田宮元東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (10317745) 遠山育夫滋賀医科大学, 分子神経科学研究センター, 教授 (20207533)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	人類遺伝学 / ミトコンドリア / 末梢神経疾患
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、遺伝性末梢神経障害であるCharcot-Marie-Tooth病（CMT）のうち、中間型CMTに分類されるCMTRIDについて、ミトコンドリア内膜にある呼吸鎖複合体のひとつ、シトクロムcオキシダーゼ（COX；呼吸鎖複合体IV）のサブユニット6A1（COX6A1）遺伝子配列上のスプライシング制御領域に観察された欠損がどのようにしてCOX活性の低下につながるのか明らかにすることを目的としている。そのために、COX6A1の欠損が、COX複合体形成や機能に与える影響、また、呼吸鎖複合体の機能、そしてミトコンドリアの機能全体へ与える影響について、呼吸鎖複合体の構造や組成の分析と、酵素活性を中心とした機能評価の面から解析している。これらの解析のためには、作出したCOX6A1ノックアウトマウスを使用し、組織別にミトコンドリアタンパク質の精製および構造解析、酵素活性の測定に加え、次世代シークエンサーを使用したDNA、RNA両面によるキャラクタライズを進めており、それらの解析パイプラインを構築した。また、COX6A1遺伝子上に突然変異をもつ個体が末梢神経障害のみを示すことについて、COX6A1が心臓および筋肉を除く幅広い組織で発現している一方で、筋組織特異的アイソフォームCOX6A2がCOX6A1の欠損を補償している可能性の有無を、その発現量を比較することにより検証を行っている。これらの実験により、最終的にCMTRIDにおける分子病態や発症機序について明らかにする。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 実験に必要となるノックアウトマウスは順調に維持され、検体として安定した供給を受けるkとが可能となっている。また、次世代シークエンサーをはじめ、今後の研究に必要な実験手順も確立できている。
Strategy for Future Research Activity	本疾患のモデル生物であるCOX6A1ノックアウトにおけるゲノム解析、発現解析によるキャラクタライズを進める。また、ノックアウトおよびコントロールマウスより、神経、筋肉など種々の組織のミトコンドリアを抽出して、そのCOX複合体、呼吸鎖複合体のタンパク質について、高次構造や複合体組成を比較する。