Functional, structural and pathological analysis of SAMD9/SAMD9L, liquid-liquid phase separation-related molecules

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03627
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: National Center for Child Health and Development
• Principal Investigator: Satoshi Narumi 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 分子内分泌研究部, 室長 (40365317)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金蔵 孝介 東京医科大学, 医学部, 准教授 (10508568) ; 伊原 健太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (90647207)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 液液相分離 / SAMD9 / MIRAGE症候群 / 先天性疾患 / 単一遺伝子疾患

Outline of Final Research Achievements

Using live cell imaging and protein purification techniques, we examined the relationship between SAMD9 and liquid-liquid phase separation and the effects of mutations. Stable production and purification of full-length SAMD9 molecules were successfully achieved, showing that the protein solution exhibits droplet formation in a salt-dependent manner. Arsenite-induced stress granule formation was reduced in 293 cells expressing the mutant, but purified samples of the E974K mutant retained droplet formation. It is possible that the mutation affects functions other than droplet formation of SAMD9, such as nucleic acid binding ability. We tried cryo-EM analysis using purified protein samples, but could not fully observe the single SAMD9 molecules due to aggregation.

Free Research Field

小児内分泌学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SAMD9/SAMD9Lは先天性疾患MIRAGE症候群および小脳失調汎血球減少症候群の責任遺伝子であるが、これら分子の機能は不明であった。本研究を通じ、SAMD9/SAMD9Lが液液相分離に関与する分子であることを示し、その分子病態の背景には細胞内での適切な分子集合の障害がある可能性を示唆した。今後のMIRAGE症候群および小脳失調汎血球減少症候群の分子病態解明に向け重要な知見を得ることができた。研究期間中に臨床症例に対する遺伝子解析を積極的に進めた。研究プロジェクト全体としては、4年間の研究期間中に９編の査読つき英文論文を発表し、今後の研究基盤を形成する知見を提供した。