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2019 Fiscal Year Annual Research Report

橋小脳低形成10型の分子病態メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 17K15623
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

波田 一誠  大分大学, 医学部, 助教 (00546202)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords断片化tRNA (tRF) / RNAキナーゼ CLP1 / 橋小脳低形成 / 神経変性疾患 / ゼブラフィッシュ / 糖代謝酵素 / マウス
Outline of Annual Research Achievements

橋小脳低形成(PCH)の10型は、RNA キナーゼ CLP1 遺伝子変異によって断片化した tRNA (tRF) が核内に蓄積すること、p53 の活性化によって神経特異的に細胞死が生じることが知られている。しかしながら、この病因が tRF の蓄積によるものなのか、またCLP1 遺伝子変異がどのような経路を介して p53 を活性化しているのか、その詳細は未だ明らかにされていない。そこで本研究では、この疾患に対する治療法開発の一助となることを期待し、ヒト神経芽細胞株、ゼブラフィッシュそしてマウスをモデルに、CLP1 遺伝子変異による神経変性疾患の詳細な分子メカニズムを解明することを目的とする。平成29年度は、 ヒト神経芽細胞株とゼブラフィッシュを用いた解析によって、ある tRF (xtRF)がp53 を介して神経変性を引き起こすことを見出した。そして、平成30年度は、xtRF が糖代謝経路で機能している酵素を介してp53 を活性化していることを明らかにした(Inoue et al. BBRC, 2020)。本年度では、ヒト PCH10 型の病的変異を導入したマウスの作製を試みた。
申請者は PCH10 型のモデルマウスを作製するために、CRISPR/Cas9システムを利用した。具体的には、病的変異を導入した一本鎖DNAを相同組み換えのドナーとして使用し、エレクトロポレーションによって、Cas9タンパク質と変異部分をターゲットにした gRNA ともにマウスの受精卵に導入した。その結果、CLP1 の 140 番目のアルギニンが終止コドンに置き換わったマウスの作製に成功した。
これは、PCH10 型の初めての哺乳動物モデルであり、これを用いたPCH10 型の病態メカニズムの全容解明及び治療法の確立が大いに期待される。

  • Research Products

    (3 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Tyrosine pre-transfer RNA fragments are linked to p53-dependent neuronal cell death via PKM22020

    • Author(s)
      Inoue Masanori、Hada Kazumasa、Shiraishi Hiroshi、Yatsuka Hiroyuki、Fujinami Hiroyuki、Morisaki Ikuko、Nishida Yoshihiro、Matsubara Etsuro、Ishitani Tohru、Hanada Reiko、Matsumoto Masaki、Penninger Josef M.、Ihara Kenji、Hanada Toshikatsu
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 20 Pages: 30448-4

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.157

  • [Journal Article] CLP1 acts as the main RNA kinase in mice2020

    • Author(s)
      Fujinami Hiroyuki、Shiraishi Hiroshi、Hada Kazumasa、Inoue Masanori、Morisaki Ikuko、Higa Ryoko、Shin Toshitaka、Kobayashi Takashi、Hanada Reiko、Penninger Josef M.、Mimata Hiromitsu、Hanada Toshikatsu
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 20 Pages: 30334-X

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.066

  • [Presentation] セリン/スレオニンキナーゼVRK1遺伝子変異による進行性神経変性疾患モデルサカナの樹立2019

    • Author(s)
      波田 一誠
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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