ミトコンドリア病におけるDNA診断と病態の解明

• 研究課題/領域番号: 04260227
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 宝来 聰 国立遺伝学研究所, 総合遺伝研究系人類遺伝研究部門, 助教授 (40126157)
• 研究分担者: 埜中 征哉 国立精神, 神経センター・神経研究所・微細構造研究部, 部長 (80040210)
• 研究期間 (年度): 1992 – 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1992年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: ミトコンドリア脳筋症 / 慢性外眼筋麻痺症候群 / ミトコンドリアDNA / 塩基配列 / DNA診断 / ヘテロプラスミィー

研究概要

ミトコンドリア脳筋症に関しては、1990年以来、MELASにおけるtRNA^<Leu(UUR)>種類の点突然変異(塩基番号3243及び3271)、MERRFにおけるtRNA^<Lys>(塩基番号8344)の変異が、相次いで我々の研究グループにより報告された。しかし、これらの変異の同定されないミトコンドリア脳筋症や、大きな欠失の観察されない慢性外眼筋麻痺症候群(CPEO)はミトコンドリアDNA上の変異と疾患との関連は未だ不明である。我々はこれらの疾患においてミトコンドリアDNAの全tRNA領域の塩基配列を決定する研究を継続してきた。その結果、複合体I欠損を呈するミトコンドリア脳筋症患者に、上記のいずれでもない新たな点突然変異を発見した。この変異(塩基番号3250)はtRNA^<Leu(UUR)>のDHUループ上にあり、転写終結因子の結合ドメインの中にある。簡便なDNA診断を行なうため、この変異があれば制限酵素(Nael)の認識部位を新たに生じる様なPCRプライマーを作成し家系調査を行ったところ、複数のメンバーにこの変異が観察され、いずれも正常型DNAが混在するヘテロプラスミーであった。欠失をもたないCPO9例の解析では、6例の患者で各々1箇所あるいは2箇所に、計6箇所のtRNA遺伝子下塩基置換
[tRNA^<Glm>(塩基連号4343及び4386)、tRNA^<Ala>(5601)、tRNA^<Arg>(10410)、
tRNA^<Leu(CUN)>(12311)、tRNA^<Thr>(15927)]を認めたが、患者間に共通した変異はなかった。さらに制限酵素を用いたDNA診断により、tRNA^<Leu(CUN)>(12311)変異以外はいずれもホモプラスミーであること、正常人にも存在する変異であることが明らかとなり、これらの塩基置換が疾患異的な変異でなく多型であると結論した。しかし、tRNA^<Leu(CUN)>(12311)変異は90名の正常対照には見いだされず、今後多くの症例による検討が必要である。

研究成果

• [文献書誌] Goto Y.: "A new mtDNA mutation associated with mitochondrial myopathy,encepharlothy,lactic acidosis and stroke-like episodes(MELAS)" Biocjimica Biophysica Acta. 1097. 238-240 (1991)
• [文献書誌] Goto Y.: "Mitochondrial myoparhy, encephalopathy,latic acidosis and stroki-like episodes(MELAS):A correlative srudy of the chinical features and mitochondrial DNA mutation." Neurology.42. 545-550 (1992)
• [文献書誌] Goto Y.: "A novel point mutation in the mitochondrial tRNA^<Leu(UUR)> gene in a family with muscle of mitochondrial desrder." Ann.Neurology. 31. 672-675 (1992)
• [文献書誌] Nakagawa-Harrori Y.: "Is Parkinson's desease a mitochondrial disorder?" J.Neurol.Sci.107. 29-33 (1992)
• [文献書誌] Sakuta R.: "Mitochondrial DNA mutation and Leigh's syndrome." Ann.Neurology.32(3). 597-598 (1992)
• [文献書誌] Sakuta R.: "Mitochondrial DNA mutations at uncleoride positions 3243 and 3271 in mitochondrial myopathy,encephalopathy,lactic acidosis,and stroke-like epidodes:A comparative srudy." J.Neurol.Sci.
• [文献書誌] Hayasaka K.: "Heteropasmy and polymorphisms in the major noncoding regon of mitochondrial DNA Japanese monkeys:Association tandemly repeated sequences." Mol.Biol.EvolL. 8(4). 199-415 (1991)
• [文献書誌] Hasegawa M.: "Time of the deepest rrot for polymorphisms in juman mitochondrial DNA." J.Mol.Evol.32. 37-42 (1991)
• [文献書誌] Horai S.: "Phylobemetic affiliation of ancient contemporary humans infwrred from mitochondrial DNA." Phil.Trans.R.Sco.Lond.(B). 333. 409-417 (1991)
• [文献書誌] Horai S.: "Man's place in Hominoidea revealed by mitochondrial DNA genealogy." J.Mol.Evol.35. 32-45 (1992)
• [文献書誌] Horai S.: "Peopling of the Americas,founded by four major limrages of nitochondrial DNA." Mol.Biol.Evol.10(1). 23-47 (1993)
• [文献書誌] Kondo R.: "Evolution of hominoid mitochondrial DNA with speceal reference to the silent substiution rate over the genome." J.Mol.Evol.
• [文献書誌] Horai S.: "Mitochondria encephalomypathies T.Sato and S.DiMauro(ed)" Ravaen Press,New York, 258 (1991)
• [文献書誌] Horai S.: "Japanese as a Memder of the Asian and Pacific Populations K.Hanihara.(ed)." Internatinal Research Center for Japanese Studies, 251 (1992)
• [文献書誌] Horai S.: "New era of bioenergetics Y.Mukohata.(ed)." Academic Press,Trkyo, 308 (1991)
• [文献書誌] Horai S.: "New aspects of the genetics of molecular evolution M.Kimura and N.Takahata(ed)." Japan Sci.Soc.Press,Tokyo/Springer-Verlag,Berlin, 322 (1991)