2022 Fiscal Year Research-status Report
FAM83H変異タンパク質のリンカー機能破綻とエナメル質形成不全症との関係性
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21K09865
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
久家 貴寿 摂南大学, 薬学部, 講師 (20551857)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 伸行 摂南大学, 薬学部, 教授 (60298685)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | FAM83H / エナメル質形成不全症 / CK1 / ケラチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
FAM83H遺伝子は優性遺伝性低石灰化型エナメル質形成不全症（ADHCAI）の原因遺伝子である。FAM83H遺伝子変異により、FAM83H N末端側断片タンパク質（FAM83H-N）が発現することで、ADHCAIが発症する。FAM83HはCK1キナーゼの細胞内局在を制御するタンパク質である。FAM83HのＮ末端側アミノ酸配列がCK1と結合し、Ｃ末端側アミノ酸配列が別のタンパク質と結合する。Ｃ末端側アミノ酸配列に結合するタンパク質に依存して、CK1の細胞内局在が決定される（リンカー機能）。Ｃ末端側アミノ酸配列に結合するタンパク質として、ケラチンタンパク質とSONが同定されている。ケラチンタンパク質との結合はCK1をケラチン骨格上に局在化させ、SONとの結合はCK1を核内スペックルに局在化させる。FAM83H-Nは、C末端側アミノ酸配列を失っているため、リンカー機能を適切に発揮することが出来ず、CK1の細胞内局在異常を誘発する可能性がある。本研究では、FAM83H-Nの発現が、CK1の細胞内局在に与える影響を調べている。2021年度から2022年度にかけて、CK1をケラチン骨格上に局在化させるために必要なアミノ酸配列を同定し、Scientific Reports誌で報告した（Sci Rep 12, 11819, 2022）。FAM83H-Nはケラチン骨格局在化配列を持たず、CK1を核内スペックルに局在化させることを明らかにした。FAM83Hの核内スペックルにおける働きがADHCAIの発症につながる可能性が示唆されたため、FAM83Hが核内スペックに過剰局在する細胞株のRNA-seq解析を行うこととし、その事前準備までを2022年度に行った。
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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
当初計画の通り、2022年度までに、疾患原因FAM83H N末端側断片タンパク質（FAM83H-N）が、CK1の細胞内局在に与える影響を調べ、FAM83H-NがCK1を核内スペックルに局在化させることを明らかにした。本結果は、当初計画時点で想定していた結果であり、2023年度は当初計画通りに、RNA-seq解析などを、核内スペックルにおけるFAM83Hの機能解明を目的として行う。2022年度内でRNA-seq解析の準備を終えたため、2023年度早々にRNA-seq解析を行うことができ、2023年度内にRNA-seq解析結果の検証結果が多数得られる状況となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
優性遺伝性低石灰化型エナメル質形成不全症（ADHCAI）の原因となるFAM83H N末端側断片タンパク質（FAM83H-N）が、核内スペックルにCK1を局在化させることが明らかとなったため、FAM83Hの核内スペックルにおける働きを解明する。核内スペックルはスプライシング制御因子の集積部位であるため、FAM83H-Nはスプライシング過程に何らかの影響を与える可能性がある。この仮説を検証するために、FAM83Hが核内スペックルに過剰局在する細胞のRNA-seq解析を行う。FAM83Hの核内スペックル局在化に伴う、遺伝子発現変動もしくは選択的スプライシング変動を探索する。RNA-seq解析結果の検証までを2023年度（最終年度）内に実施し、ADHCAIの疾患発症メカニズムに関わる候補タンパク質を決定する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスによる研究制限等で、研究計画の見直し（スリム化）を行った結果、抗体、細胞培養試薬、相互作用解析用アフィニティービーズなどの購入量が大幅に減少し、次年度使用額が生じた。研究計画をスリム化したが、研究は順調に進展しているため、当初計画よりも本研究の最終目標を拡大する予定であり、目標拡大に必要な資金として次年度使用額を活用する。当初計画では、RNA-seq解析の実施までを実施目標としていたが、その検証までを新たな実施目標とする。RNA-seq解析の検証には、抗体が必要となるが、当初計画では計上していないため、次年度使用額をこれに充てる。
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