2022 Fiscal Year Annual Research Report
TDP-43の核移行を制御する一次構造変化と翻訳後修飾の探索
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19K07848
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
佐藤 俊哉 北里大学, 医学部, 教授 (90359703)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小寺 義男 北里大学, 理学部, 教授 (60265733)
板倉 誠 北里大学, 医学部, 准教授 (30398581)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | TDP-43 / 筋萎縮性側索硬化症 / 疾患モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
TDP-43 C末領域は、筋萎縮性側索硬化症（ALS）の変異が集中する領域であるが、その機能は明確でない。本研究ではゲノム編集技術を用い、内在性TDP-43 C末領域の部分欠損マウス12系統を樹立し、各系統の特性を比較することにより、C末に存在する4つの領域（GaroS1、HP、Q/N、GaroS2）の機能的な相違を検討した。その結果、TDP-43の基本的な機能（蛋白の安定性・マウスの生存性）には、GaroS1からQ/N領域までが必須であり、Q/Nの有無が蛋白の安定性を劇的に改善させることを証明した。これはGaroS2領域が非必須領域であることを示す結果でもあるが、GaroS2欠損マウスでは、TDP-43 mRNA量が低下していることから、TDP-43の生理的機能の一つである量の自己調節機構に変化があると考えられた。
本研究開始当初は、C末領域の前半部分欠損マウスにおいて、その変異型TDP-43が細胞内局在を変化させることから、GaroS1からHP領域に核移行を制御するスイッチがあると仮定していた。そこで高感度質量分析を用いて検討したが、TDP-43特異抗体による免疫沈降法を用いてもカバー率は42%と低く、細胞内局在と一致する可逆的な翻訳後修飾も同定できなかった。一方、GFP融合ヒトTDP-43とHeLa細胞を用いて再確認したところ、TDP-43 C末領域を大きく欠損させたTDP-43は、生細胞では核内に存在したが、細胞分画などの生化学的処理中に急速に細胞質に移行した。以上の結果から、TDP-43 C末領域は蛋白の安定性に加え、核内繋留に必要な領域であると考えられ、核内繋留が不良となった場合、受動拡散により核外漏出すると推定された。
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