TSC2可逆的アセチル化の時空間的な調節機構と概日リズムとの関連

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06162
• Research Institution: Institute for Developmental Research Aichi Developmental Disability Center
• Principal Investigator: 川口 禎晴 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 細胞病態研究部, 主任研究員 (00450833)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: TSC2 / アセチル化 / 概日リズム / 時計遺伝子 / ノックインマウス

Outline of Annual Research Achievements

概日リズムに伴って起こるTSC２分子の可逆的なアセチル化について、その変動をもたらす因子としてサーチュイン分子であるSIRT1とSIRT2を見出し、これら分子の培養細胞における日内変動を調べた。その結果、SIRT2の発現量についてはアセチル化TSC2量の変動に伴うことはなかったが、SIRT1の発現量はアセチル化TSC2量がピークとなるすぐ前に一時的に増加することがわかった。このことから、生理的な環境下でTSC2のアセチル化変動をもたらす因子はSIRT1であると考えられた。SIRT1は脱アセチル化酵素であるのでアセチル化TSC2の量を減少させる。アセチル化TSC2量を増加させる因子となるアセチル化酵素については、現在探索中である。
TSC2のアセチル化変動の生物学的意義を調べる目的で、TSC2のアセチル化部位を変異させたアセチル化不全TSC2変異体を培養細胞に発現させ、概日リズムに影響を及ぼすかどうかを時計分子であるBMAI1の発現量で検証した。その結果、TSC2変異体を発現させた細胞では、明らかなBMAL1発現量の変動に乱れが生じた。このことから、TSC2のアセチル化は正常な概日リズムを維持するために必要な調節機構の一つであることが考えられた。
また、動物レベルで検証するために、TSC2のアセチル化不全変異体や疑似アセチル化変異体を持つノックインマウスの作製を進めている。iGonad法により現在はアセチル化不全TSC2ノックインマウスの作出に成功しており、表現型解析に向けてC57B6との戻し交雑を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

培養細胞におけるアセチル化TSC2の変動をもたらす因子の探索や、TSC2変異体を用いた実験については、当初の予定通り進んでおり、成果も出ている。また、遺伝子改変マウスの作製について、アセチル化不全TSC2ノックインマウスの作出が成功し、表現型解析に向けた準備が進展している。

Strategy for Future Research Activity

研究計画調書の通り、本年度もTSC2のアセチル化変動を担う分子の探索について、アセチル化酵素の探索を進める。また、昨年度に見出したSIRT1によるアセチル化TSC2量の変動について、その分子メカニズムを明らかにする。
TSC2のアセチル化変動の生物学的意義を明らかにする研究については、引き続き培養細胞を用いたTSC2アセチル化変異体による実験を行い、細胞レベルで起こる概日リズムへの影響を解明するとともに、動物モデルでの検証として疑似アセチル化TSC2ノックインマウスの作出も進め、アセチル化不全TSC2ノックインマウスとともに表現型解析を実施する。

Causes of Carryover

助成金の使用は概ね予定通りであるが、入荷未定の物品があり、残額が発生した。翌年度はこの残額分も含め、物品購入や旅費、謝金等に使用する。