2020 Fiscal Year Research-status Report
終止コドンリードスルーによる酵素局在の変化とナンセンス変異遺伝病の治療
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19K07403
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
鴨下 信彦 自治医科大学, 医学部, 講師 (90302603)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | サプレッサーtRNA / RNAウイルス / 終止コドンリードスルー / ナンセンス変異遺伝病 / 翻訳開始 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
翻訳終止コドンから解き明かすことが可能な様々な病態の解析を、ナンセンスサプレッサーtRNAを使用して継続した。2019年末からのCOVID-19の流行拡大と、以下の３つの研究対象の中のどの分野が時間効率を最も上げられるか、また、研究のゴールが近いか、の観点から、解析の中心を、分野１：「昆虫」RNAウイルスの翻訳「終止」コドンリードスルーから、分野３：「ヒト」を宿主とするRNAウイルスの、翻訳「開始」機構にシフトした。研究手段としては、本申請で当初から計画していた、サプレッサーtRNAを培養細胞中で使用する方法を踏襲している。
1. 正規終止コドンの翻訳終結が緩むことで生じるPSIV複製酵素のリードスルーについて、日頃認知度が低いと感じている、サプレッサーtRNA、実際にリードスルーを行なっていると考えられるnear-cognate tRNAについて、邦文誌に紹介した。
2. 翻訳伸長が終止コドンにより阻害されるナンセンス変異遺伝病について、昨年度の結果を受け、アミノ酸種を拡張した変異tRNAの設計を継続している。tRNA導入後の細胞毒性については、今のところ明らかなものは観察されていない。
3. 開始tRNAを使用しない翻訳機構（翻訳開始機構）について、昆虫RNAウイルスの解析方法(Mol Cell. 2009; 35(2):181-90)に従い、開始コドンを終止コドンUAGに変換した上で、UAGを認識するサプレッサーtRNAを発現させた。「開始tRNAを使用しない」機構が存在すれば、UAGからの翻訳が増強する。検証の結果は、C型肝炎ウイルス (HCV) のinternal ribosomal entry site (IRES) では存在する可能性が高い、しかし、昆虫RNAウイルスと同じ機序とすると説明できない、という結果であった。データの一部を、上記邦文誌に公表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
検証するメインの仮説は、酵素局在の変化から、「開始tRNAを使用しない翻訳」の存否に移行している。検証の結果は、前記の通り、存在する可能性が高い、しかし、昆虫RNAウイルスと同じ機序では説明できない、という結果であった。ほぼ同様の結果は、はるかに未熟な発現系で、留学中にも観察してはいた。しかし、当時は何を意味する結果か、気が付かなかった。
「開始tRNAを使用しない翻訳」の先行研究は、昆虫RNAウイルスによるもののみである。もしも違う機序で存在するとすれば、誰も知らない、新しい機序である。残り２つの分野に遅延が生じている状況は存在するが、申請後に対象を広げた分野で出てきた結果が、長年感じてきた疑問を解く手がかりを与えるようにも感じられたため、上記評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
リードスルー酵素の局在変化と、ナンセンス変異遺伝病の治療研究については、遅れを取り戻そうとして計画通りの遂行にこだわると、限られた時間と予算を消費する上に、当初の計画まで終わらない可能性が高い。実行する実験について厳選すると同時に、研究計画を見直し、データベースサーチを採り入れる、等の、異なる視点からのアプローチを試みる。
ヒトに病原性を持つRNAウイルスの、「開始tRNAを使用しない翻訳」については、研究のゴールは予想よりもはるかに遠かった。しかし、引き続き検証する。特に宿主因子の同定と、HCVで報告されている80Sリボソームを捕捉する機序(Mol Cell. 2019; 74(6):1205-1214)との関連に焦点を当てる。課題名から外れた対象であることに、後ろめたさがないわけではないが、観察している現象は、全く新しい機序に基づいている可能性がある。申請時の計画にとらわれず、柔軟に、多方面から解析を加える。
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| Causes of Carryover |
前倒し支払い請求を行った残額である。外注で細胞の作製を依頼する可能性を考えて前倒し請求を行ったが、外注しなかったため、残額が発生した、本来使用する予定であった次年度に繰り越し、有効に活用する。
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