2021 Fiscal Year Research-status Report

先天性貧血の発症に関与するmRNA選択的な翻訳調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number	19K08869
Research Institution	University of Miyazaki
Principal Investigator	上地珠代宮崎大学, 医学部, 准教授 (10381104)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	リボソームタンパク質 / 貧血 / ゼブラフィッシュ / ゲノム編集 / 翻訳
Outline of Annual Research Achievements	リボソームの生合成に関わる因子の異常が、様々な疾患に関与することが強く示唆され、これらはリボソーム病と呼ばれている。リボソームがどの細胞でも均一なタンパク質合成装置として機能しているわけではなく、翻訳の制御機構に組織特異性があるために、その機能に関わる因子の異常によって異なる疾患が引き起こされると推測している。本研究では、リボソーム病の一つであるダイアモンド・ブラックファン貧血（DBA）のゼブラフィッシュモデルを用いて発症の分子経路の解明を目指す。 RNA-seq解析によりDBAモデルで翻訳効率が低下する遺伝子（糖鎖修飾関連因子）について解析を行ったところ、この遺伝子の過剰発現により赤血球造血が促進されることを確認した。特異的な翻訳効率の変動には翻訳開始因子が関与すると予測し、長い非翻訳領域を含む合成mRNAによるレスキュー実験を行った。しかし、仮説を証明する結論は得られなかった。液ソーム解析から得られた新たなDBA原因候補遺伝子2つについて、発現抑制による個体モデルを作製し解析を行った。赤血球数の減少は見られたが、DBA遺伝子としての同定には至っていない。今後、ゲノム編集によるモデルの作製を検討する。ゲノム編集によりRP遺伝子に変異を導入した個体を長期飼育する過程で、腹部や尾部に肉眼で観察可能な腫瘤が形成された。組織学的に解析した結果、紡錘型の細胞で構成される腫瘍組織であることを確認した。 DBA患者では、将来的に固形がんを発症する患者がいることから、RP遺伝子変異とがん化との関連を明らかにするモデルとしての利用を検討している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason これまでの実験で得られた結果は当初の仮説を証明するものではないが、ゲノム編集した個体モデルを安定的に得られるようになってきたこと、現時点での結果を踏まえて次の方向性が見えてきたことから、研究を継続することでDBA発症のメカニズムに迫る知見が得られると期待されるため。
Strategy for Future Research Activity	DBAモデルにおいて発現効率が20%にまで低下する糖鎖修飾関連因子Xとその下流因子について引き続き解析を行う。因子Xはゼブラフィッシュの初期造血器官で強く発現するため、糖鎖修飾外の機能を有している可能性もあると推測している。この因子の翻訳とRPS19発現抑制との関連を個体レベルで明らかにすることを目標とする。
Causes of Carryover	参加を予定していた国内、国際学会がオンライン開催または中止となり旅費が発生しなかったため。実験を進めるための人件費・謝金として計上する予定である。