CDK9タンパク質のAFF依存的および非依存的機能とその制御機構

Research Project

Project/Area Number	23K06379
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
Research Institution	The University of Tokushima
Principal Investigator	九十九伸一徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (10346596)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	細胞周期 / 抗体のクラススイッチ / 転写伸長因子 / 免疫疾患 / リンパ球 / がん
Outline of Research at the Start	AFF3 分子は自己免疫疾患の感受性遺伝子として知られており、研究代表者は最近の研究によりAFF3 はIgG 抗体のクラススイッチを制御することで体内のIgG の量を調節していることを発見した。マウスとヒトではAFF1～AFF4 分子が知られており、CDK9 とRNA ポリメラーゼIIによる転写伸長を調節することが知られている。CDK9 は複数種の複合体を形成するが、それらの違いは不明な点が多い。本研究では、Cdk9 およびAAff1、3、4 遺伝子欠損マウスを利用し、AFF 依存的・非依存的なCDK9 の機能の違いとその制御機構について解明することを研究目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	Cdk9のT細胞特異的欠損マウス、B細胞特異的欠損マウスの解析を行った。 Cdk9は、RNA polymerase II (RNAPII) のC末端部位をリン酸化することによりmRNA転写の促進を制御していると考えられている。そのためすべてのRNAPIIによる転写に必要であると考えられる。その一方で、ストレス応答や分化刺激などに対する応答において、特定の遺伝子を選択的に制御しているとの報告もあり、決着はついていない。今年度の研究では、Cdk9のT細胞特異的欠損マウスを解析し、その役割については検証した。その結果、すべての転写が抑制されるということはなく、またTh1分化等には影響は認められなかった。その一方、CD4+CD8+から成熟T細胞へと分化する際に変化する遺伝子のうちの一部に発現低下が見られ、成熟T細胞の生存と活性化の際の細胞増殖の著しい低下が認められた。一方、RNAPIIのリン酸化には影響がなかった。活性化させたCdk9欠損T細胞は、遺伝子発現解析とRBタンパク質のリン酸化の解析から、G1期で細胞周期が停止してることが示された。T細胞の機能に関連する遺伝子については、影響を受けないものと低下するもの、上昇しているものが認められた。これらの結果から、Cdk9はT細胞においてこれまで知られていない機能を有しており、特に細胞の生存と細胞周期の制御が最も関連の深い機能であることが示された。また、一部の分化・活性化関連因子への影響も認められているため、細胞種特異的な遺伝子発現の制御も行っている可能性が示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason Cdk9欠損マウスのT細胞に関する解析を行い。これまでに予想されていなかった表現型を発見した。また、その分子機構も定説と異なることから、Cdk9の新たな役割を明らかにする手がかりを得ることができた。研究計画通りに進んでおり、おおむね順調に進展していると評価した。
Strategy for Future Research Activity	T細胞におけるCdk9の分子機能を、Aff1/4・Aff3欠損マウスの解析と比較して、Cdk9欠損マウスの表現型が、Aff1ファミリー遺伝子に関連したものなのかどうかを検証する。また、Cdk9結合タンパク質をBioID2融合Cdk9タンパク質の細胞内発現により同定することを試みる。Cdk9の基質については、Cdk9欠損細胞においてリン酸化の減少したタンパク質を質量分析により同定することを試みる。また、B細胞やMEFにおけるCdk9欠損の表現型も解析し、T細胞との違いがあるかどうかを検証する。