2020 Fiscal Year Research-status Report
神経変性疾患に見られる細胞質内タンパク質凝集によるRNA動態制御異常の解析
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19K16259
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
安田 恭大 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (40816344)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ALS / FUS / タンパク質凝集 / VCP / ATP / MAP7 / 微小管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、昨年までに行なったのと同様に、光反応性Haloタグ基質を用いた実験医より得られた、変異FUSと野生型FUSとで相互作用が変化する因子の１つであるATP分解酵素VCPタンパク質を対象とした解析を行なった。VCPの発現制御実験や細胞内ATP濃度の操作実験により、VCPがATPの消費を介して、FUS顆粒の形態、構造そしてダイナミクを変化させることを示唆するさらなるデータを得た。これらの成果を改めて加え、論文執筆中である。
またそれに加えて本年は、別の候補因子である微小管結合タンパク質MAP7についても解析した。MAP7は変異型FUSとの相互作用が上昇していた因子である。 まず、MAP7の過剰発現実験の結果、MAP7が細胞内に一定量以上存在することで、FUS顆粒形成が抑えられることを見出した。次に、MAP7のどのような機能ドメインがFUS顆粒の抑制に必要かを解明するため、MAP7が持つ微小管結合ドメインとkinesin-1結合ドメインそれぞれをフラグメント化したものを細胞内で過剰発現し、FUS顆粒形成への影響を観察した。その結果、FUS顆粒の抑制にはMAP7の微小管結合ドメインが必要十分であることを見出した。さらに、微小管の重合操作試薬を用いた実験から、微小管の安定化がFUS顆粒の抑制に必須であることを見出した。現在は微小管の安定化がFUS顆粒の形成をどのように抑制するかについて、微小管安定状態にある細胞とそうでない細胞内でどのような細胞内環境変化があるかを、さまざまなセンサータンパク質を用いた計測にて行なっている。微小管の安定化は、申請者が着目するRNA局在動態と密接に関わる現象であり、ALSとRNA挙動の関係性を示唆する重要な発見である。
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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
本年度は、前年に続き、V C PがF U S顆粒の構造、物性を制御する仕組み、すなわちA T Pを介した制御機構についてさらに解析を進めることができた。この成果はすでに論文としてまとめており、来年度中の発表を目指している。また、新たなFUS顆粒形成制御因子として、MAP7を対象とした実験から、微小管の安定性とFUS顆粒形成の強固な関係性を示すデータを得た。微小管の安定性はRNA動態制御と直接的に関わるパラメータであり 、R N Aの動態制御異常とALSの関係を解明するにあたっての重要な事実となる。そのため、研究の進捗としては申し分ないものだと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
MAP7を対象とした結果を受けて、MAP7の微小管結合と微小管安定化、そしてFUS顆粒形成のそれぞれがどのような分子メカニズムで関連しているのかを、精製タンパク質を持ちたin vitro実験系を交えて解明する。そしてMAP7の過剰発現が、FUS顆粒形成に由来したRNA動態異常に対してどう影響するか、そしてそれが神経変性を緩和しうるかを、神経培養細胞を用いて解析する。
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