2018 Fiscal Year Annual Research Report
Visualization and detection of the key ribonucleoprotein aggregates of DM1
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17K19199
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森井 孝 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (90222348)
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2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | トリプレットリピート病 / RNA凝集体 / 高速AFM / 核酸関連化学 / DNAナノ構造体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋強直性ジストロフィー1型の患者では、筋強直性ジストロフィープロテインキナーゼ遺伝子の3’側非翻訳領域に存在するCTGリピート配列の繰り返し数が百から数千と異常に増加する。この遺伝子から合成されるmRNAの異常伸長したCUGリピート配列に、スプライシング因子であるタンパク質MBNL1が結合して、核内で凝集体を形成し、細胞のスプライシング機能に異常が生じて発病する機構が提唱されている。この疾患を理解するうえでの重要な鍵は、『なぜ、正常な繰り返し数のCUGリピート配列mRNAにMBNL1が結合しても凝集体は形成されないが、繰り返し数が増加したCUGリピート配列mRNAでは凝集体が形成されるのか？』であるが、MBNL1とmRNAが形成する凝集体の構造および物性は未だに不明である。
本研究では、細胞外で構築したCUGリピートRNAの集積場を用いて、CUGリピート配列の繰り返し数に応じて、どのようなMBNL1タンパク質とのRNP複合体が形成されるかを解析した。さまざまな繰り返し数に相当するCUGリピートRNAを集積させるために、平面DNAナノ構造体に4 nmもしくは5 nmの間隔でCUGリピートRNAを4箇所もしくは36箇所導入した。10、20、28回のCUG繰り返し配列を有するCUGリピートRNAを平面DNAナノ構造体に導入し、高速AFMによって構造を解析した結果、10回のCUG繰り返し配列を4箇所導入すると1.0 nm、36箇所では3.2 nmの高さのRNA集合体が観察された。20回のCUG繰り返し配列を4箇所導入すると1.6 nm、36箇所では3.5 nmの高さのRNA集合体が観察された。これらのRNA集積体は配列RNAの化学特性とMBNL1タンパク質との凝集体形成の分子機構と凝集体の化学特性を明らかにする実験系を提供する。
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