2022 Fiscal Year Final Research Report

Roles of ribosome biogenesis in oral and craniofacial development

Research Project

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Project/Area Number	19KK0231
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	Yamashiro Takashi 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (70294428)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	青山剛三大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (00838542) 黒坂寛大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (20509369) 村田有香大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (90755068)
Project Period (FY)	2019-10-07 – 2023-03-31
Keywords	口蓋裂 / リボソーム / コンドロイチン硫酸 / Chst11
Outline of Final Research Achievements	Ribosomes are widely present in living organisms, and genetic mutations involved in their biosynthesis are characterized by affecting specific organs and tissues, especially the maxillofacial region derived from neural crest cells. In this study, we investigated the molecular mechanisms underlying the pathogenesis of the disease. The palatine process prior to fusion in the palatine formation showed increased sulfation of chondroitin sulfate (CS), and in mice dysfunctional for Chst11, a CS sulfotransferase, the expression of various ribosome biosynthesis-related molecules was attenuated and ATP production was suppressed, resulting in the development of cleft palate. The onset of cleft palate was prevented by restoring mitochondrial function. These findings reveal a regulatory mechanism of site-specific ribosome biogenesis by glycosylation in the formation of the palate.
Free Research Field	歯科矯正学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	リボソーム病はリボソームの生合成に関わる遺伝子変異で生じる疾患であり、その病態が神経堤細胞由来の顎顔面領域において症状が現れる点が特徴である。しかし、このような部位特異的な症状の発現がどのような分子・細胞機序で生じるのか不明であった。本研究によって、口蓋突起の形成の際に、コンドロイチン硫酸の硫酸化が部位特異的なリボソームの生合成の亢進に関与していることが示唆され、口蓋形成におけるコンドロイチン硫酸の役割が明らかになった点で学術的な価値は高い。さらに、リボソーム病で見られる口蓋裂の発症に薬理的なミトコンドリアの機能回復が有効であることが示され、臨床的に意義が高い。