ミトコンドリアRNA異常による疾患の分子機構

• 研究課題/領域番号: 01J06491
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 日野 成実 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, (DC1)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: アミノグリコシド系抗生物質 / ミトコンドリア / 難聴 / 翻訳

研究概要

ミトコンドリアゲノム上のミトコンドリア12SrRNA遺伝子内のA1555G変異は難聴の症状を示す。ストレプトマイシン等のアミノグリコシド系抗生物質は、正常人でも投与量が多いと難聴をもたらすが、A1555G変異はアミノグリコシド系抗生物質に対する感受性を高め、難聴誘発閾値量以下の投与量でも難聴を発症させる。
ミトコンドリア12SrRNAは大腸菌16SrRNAと相同性が高く、1555位は大腸菌ではA1491(難聴患者型)である。そこで、大腸菌を患者のモデル生物として見立て、アミノグリコシド系抗生物質に関する詳細な解析を行うことにした。患者のモデルとしては野生型の大腸菌、正常人のモデルとして大腸菌の16SrRNAのA1491をGに置換したものを使用することにした。
アミノグリコシド耐性変異として、リボソームの構成成分であるS12蛋白質の遺伝子変異が報告されている。そこでこの変異をもつミトコンドリアS12蛋白質を難聴患者モデルである大腸菌野生株で発現させ、アミノグリコシド感受性の変化を調べることにした。まず、発現株のリボソームを解析したところ、約7割のリボソームに発現させたミトコンドリアS12蛋白質が組み込まれていることが確認された。また、発現株ではアミノグリコシド感受性の緩和が観察された。このことは遺伝子治療不可能なミトコンドリアDNAにコードされた遺伝子の変異が原因の疾患を、核にコードされたミトコンドリア蛋白質遺伝子の変異で相補できる可能性を示唆しており、治療への応用が期待されるものである。