マルチオミクス解析による翻訳制御異常に着目したＡＬＳ／ＦＴＤの病態解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19F19414
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 田中 元雅 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40321781)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): RAGAGNIN AUDREY 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-10-11 – 2022-03-31
• Keywords: 筋委縮性側索硬化症 / 前頭側頭型認知症

Outline of Annual Research Achievements

ヒト筋委縮性側索硬化症/前頭側頭型認知症に深く関与するTDP-43タンパク質は主に核内で機能する。しかし、異常型のTDP-43タンパク質は細胞質に局在することが多くなるものの、細胞質における機能については不明な点が多い。本研究では、これまでの研究成果にもとづき、変異型TDP-43タンパク質の細胞質における機能不全がヒト筋委縮性側索硬化症/前頭側頭型認知症の患者でみられる病態の発現や進行に関与するとの仮説から各種、細胞・分子生物学的実験を進めていく。
昨年度までに得られてきた成果をもとに、本年度は、培養ヒト細胞や初代培養のマウス大脳皮質神経細胞を用いてTDP-43タンパク質が関わる細胞機能に関して新たなマルチオミクス技術の条件の最適化を行った。特に、細胞内におけるTDP-43タンパク質の発現や細胞内局在を最適化するとともに、TDP-43タンパク質が相互作用している生体分子を捕捉、回収する新規な手法をほぼ確立させた。さらに、変異をもつ複数のTDP-43変異体を用いて同様の実験を行い、相互作用分子について、野生型との違いを明らかにするための実験系を構築した。加えて、その両者の相互作用を各種生物物理化学的手法および生化学的な手法を用いてより詳しく調べるために、凝集性が高いTDP-43をリコンビナントのタンパク質として精製するための実験を進めた。発現・精製を様々な条件、緩衝液を用いて行い、純度の高いタンパク質を得るための手法を確立させた。さらに、これらの実験系から相互作用に関する知見を得るこができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

TDP-43タンパク質の機能に関与する生体分子を標的とした新たなマルチオミクス技術の開発を目指す上で基盤となる実験において、その実験条件の最適化が順調に進んだため。

Strategy for Future Research Activity

これまでに確立した複数の手法を用いて、TDP-43タンパク質の翻訳制御に関与する生体分子の解析をさらに進める。それによって、細胞質局在TDP-43タンパク質による翻訳異常と筋委縮性側索硬化症の発症との関係を分子レベルで明らかにする。