In vitro translation and analysis of neurodegenerative diseases

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H04995
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: System genome science
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: Machida Kodai 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (20553093)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 再構成型タンパク質合成系 / 神経変性疾患 / 翻訳機構 / バイオテクノロジー / 生体分子

Outline of Final Research Achievements

We succeeded in reproducing Repeat Associated Non-AUG translation, which is an irregular protein translation depends on CAG repeat sequences that cause human neurodegenerative diseases using a reconstituted protein synthesis system constructed with purified human translation factors. These results indicating that the translation reactions that cause neurodegenerative diseases occur if there is a translation-related factors such as mRNA, ribosome, translation initiation factors, translation elongation factors, and translation termination factors. This study established the technical basis for reproducing and analyzing the irregular translation mechanism that causes neurodegenerative diseases in vitro.

Free Research Field

合成生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、神経変性疾患の原因となるタンパク質凝集、具体的にはポリグルタミン病を引き起こすCAGリピート配列からの翻訳と翻訳産物の凝集をヒト因子由来の試験管内翻訳系で再現・解析するための技術基盤を確立した。リポソーム化を取り入れ細胞サイズの反応系場での解析も行えるようにした。本実験系はヒトの翻訳関連因子のみで再構築したものであり、試験管内でヒトの疾患に関連する遺伝子の一連の翻訳反応について新たな知見を得ることができるようになったため学術的意義が大きい。また、ヒト因子由来の実験系であるため、得られたデータを直接的に治療法開発へ応用できる可能性が高いという利点もあり、社会的な意義も大きい。