2023 Fiscal Year Annual Research Report
グアニン四重鎖による翻訳制御に潜むがん細胞選択的な脆弱性
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22K19469
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
清宮 啓之 公益財団法人がん研究会, がん化学療法センター 分子生物治療研究部, 部長 (50280623)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | グアニン四重鎖 / 翻訳制御 / 抗悪性腫瘍薬 / 薬剤反応性 / 効果予測バイオマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グアニンリッチな塩基配列は、グアニン四重鎖（G4）という高次構造を形成する。G4はがん関連遺伝子のプロモーター領域や5’非翻訳領域にも多く存在する。本研究は、G4リガンドと呼ばれるG4安定化化合物でがん細胞内のG4を安定化したときに観察される、細胞特異的脆弱性の分子基盤を明らかにすることを目的として、以下の検討を行った。
（１）G4安定化によるゲノムワイドな翻訳抑制の標的特異性
昨年度までの検討により、がん細胞内でG4リガンドによって減少するタンパク質は遺伝子センス鎖の5’非翻訳領域におけるG4形成配列密度が高いことが明らかとなった。そこで今年度は、G4リガンドによって個々のmRNAからタンパク質への翻訳効率がどのように変化するかをRibo-seq解析にて検討した。その結果、リガンド処理によって翻訳効率が低下するmRNAは、翻訳効率が向上するmRNAと比較してG4形成配列密度が高いことが示された。さらに、当該タンパク質群の発現量をウェスタンブロット法で検証したところ、G4リガンド処理によって減少するものが多いことが確認された。
（２）G4安定化ががん細胞の生存・増殖システムを破綻に導く分子機構
G4リガンド処理で減少する上述のタンパク質群には、翻訳に関与する因子が多く含まれており、事実、G4リガンドを処理したがん細胞の多くではタンパク質生合成が抑制されることを昨年度までに明らかにしている。そこで今年度は、クリックケミストリーを利用したイメージング系を構築し、G4リガンドが生細胞内で翻訳を抑制することを支持する所見を得た。さらに、蛍光プローブを用いてG4リガンドの細胞内局在を解析したところ、同リガンドは細胞質内の核近傍に多く分布することが明らかとなった。以上より、G4リガンドはDNA損傷を誘導するのみならず、RNA G4 を安定化することでタンパク質生合成を抑制し、制がん効果を発揮すると考えられた。
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