2021 Fiscal Year Research-status Report
RNAグアニン四重鎖によるα-シヌクレイン凝集・伝播調節機構の解明
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21K06579
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
矢吹 悌 熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (70756121)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | α-シヌクレイン / 液-液相分離 / 核酸高次構造 / グアニン四重鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α-シヌクレインはレビー小体病 (パーキンソン病、レビー小体型認知症など) 患者脳の特徴的な病理所見である細胞封入体の主要構成タンパク質である。α-シヌクレインは は正常な神経細胞ではシナプス前終末に局在しているが、レビー小体病患者脳内ではクロス β シート構造に富むアミロイド凝集封入体として細胞体にみられる (病原性獲得)。近年、病原性 α-シヌクレインはがプリオンタンパク質同様に細胞間を伝播し、正常型 α-シヌクレインはを病原性に変換することで病態を進行させることが示唆されている。つまり、レビー小体病では α-Syn が凝集し、細胞間を伝播することで脳全体に病巣が拡がり、病態が進行すると考えられる。根本治療薬開発のために、α-シヌクレインは凝集・伝播機構の解明は必要急務である。申請者は特殊な高次構造であるグアニン四重鎖を有する RNA (G4RNA) がプリオン性タンパク質のゾル-ゲル転移を促進することを報告した (Sci Adv. 2021)。本研究では、α-Syn 凝集・伝播機構における G4RNA の関与を検討した。ゲルシフト解析および RNA Bind-n-Seq を用いた網羅解析から、α-シヌクレインは G4RNA に特異的に結合することが分かった。また、G4RNA によって α-シヌクレインのゾル-ゲル転移が促進した。細胞およびマウス脳において凝集した α-シヌクレインと G4RNA の染色像が共局在することから、生体内でも G4RNA が α-シヌクレイン凝集に寄与することが示唆される。現在、G4RNA に作用する薬剤による抗レビー小体病作用の薬効評価を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
RNA Bind-n-Seq による解析から、α-シヌクレインがグアニン豊富な一次配列を持つ RNA に結合することがわかった。ゲルシフト解析から、α-シヌクレインは G4 構造を形成する RNA に結合するが、その他の構造を有する RNA にはほとんど結合しないことが分かった。α-シヌクレインが液-液相分離を生じる条件下 (分子クラウディング下) において、G4RNA は α-シヌクレインのゾル-ゲル転移を促進した。一方、G4 構造を形成しない RNA ではそのような作用はみられなかった。青色光によって α-シヌクレインを凝集することが出来るコンストラクトを用いて、α-シヌクレインを凝集させたところ、光照射時間依存的に G4RNA も会合した。細胞ストレスによって α-シヌクレインを凝集させても同様に G4RNA が会合した。G4 作用薬を事前に処置すると α-シヌクレイン凝集が抑制された。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な α-シヌクレインコンストラクトを用いて G4RNA 結合領域を同定する。また、α-シヌクレイン凝集に寄与する内在性 G4RNA を同定する。G4 作用薬の抗レビー小体病作用をマウスモデルで検討する。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Father-to-offspring transmission of extremely long NOTCH2NLC repeat expansions with contractions: genetic and epigenetic profiling with long-read sequencing.2021
Author(s)
Fukuda H, Yamaguchi D, Nyquist K, Yabuki Y, Miyatake S, Uchiyama Y, Hamanaka K, Saida K, Koshimizu E, Tsuchida N, Fujita A, Mitsuhashi S, Ohbo K, Satake Y, Sone J, Doi H, Morihara K, Okamoto T, Takahashi Y, Wenger AM, Shioda N, Tanaka F, Matsumoto N, Mizuguchi T.
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Journal Title
Clin Epigenetics.
Volume: 13
Pages: 204
Peer Reviewed / Open Access
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