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神経変性疾患の原因遺伝子が引き起こすクロマチン構造変換の分子機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K06187
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

井手 聖  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 助教 (50534567)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードリボソームRNA遺伝子 / RNAポリメラーゼI / 希少疾患 / 液ー液相分離 / 核小体 / 遺伝疾患 / クロマチン / 神経疾患
研究成果の概要

リボソーム合成工場である核小体には、大量のリボソームRNA(rRNA)を供給するためにrRNA遺伝子(rDNA)が局在する。次世代シークエンサーを使った遺伝性疾患ゲノム解析により、rRNAの転写の担うRNAポリメラーゼIや転写因子UBFの変異がいくつかの異なる希少疾患の原因変異として同定されているきているが、その発症メカニズムはわかっていない。本研究では、神経疾患の原因変異がタンパク質を不安定化させ機能喪失型であること、頭蓋顔面骨形成不全症の原因変異は機能獲得型であり細胞内相分離を介して積極的に転写の抑制に関わることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

臨床的な所見を有しながら通常の医療の中で診断に至ることが困難な病気が多くあり、原因もわからず、治療方法も見つからないままになっている。本研究では、次世代シークエンサーを使った遺伝性疾患ゲノム解析により同定された、タンパク質翻訳装置であるリボソーム合成に関わる因子の変異を解析した。その結果、油と水が分離する原理、いわゆる液―液相分離がリボソームの異常に起因するヒト遺伝性疾患の原因となることを明らかにした。今後このような細胞の異常や関連疾患の理解が進むことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 1,6-hexanediol rapidly immobilizes and condenses chromatin in living human cells2021

    • 著者名/発表者名
      Itoh Yuji、Iida Shiori、Tamura Sachiko、Nagashima Ryosuke、Shiraki Kentaro、Goto Tatsuhiko、Hibino Kayo、Ide Satoru、Maeshima Kazuhiro
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 4 号: 4 ページ: e202001005-e202001005

    • DOI

      10.26508/lsa.202001005

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transcriptional suppression of ribosomal DNA with phase separation.2020

    • 著者名/発表者名
      Ide, T., Ochi, H., Imai, R., Maeshima, K.
    • 雑誌名

      Science Advances.

      巻: 6 号: 42

    • DOI

      10.1126/sciadv.abb5953

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic chromatin organization without the 30-nm fiber2019

    • 著者名/発表者名
      Maeshima Kazuhiro、Ide Satoru、Babokhov Michael
    • 雑誌名

      Current Opinion in Cell Biology

      巻: 58 ページ: 95-104

    • DOI

      10.1016/j.ceb.2019.02.003

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SETDB1 dependent heterochromatin stimulates alternative lengthening of telomeres2019

    • 著者名/発表者名
      Mathilde Gauchier、Sophie Kan、Amandine Barral、Sandrine Sauzet、 Eneritz Agirre、Erin Bonnell、Nehme. Saksouk、Teresa K. Barth、Satoru Ide、Serge Urbach、Raymund J. Wellinger、Reini F. Luco、Axel Imhof、Jerome Dejardin
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 号: 5

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav3673

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 相分離に伴うリボソームRNA遺伝子の転写抑制2021

    • 著者名/発表者名
      井手聖、今井亮輔、大地弘子、前島一博
    • 学会等名
      第38 回 染色体ワークショップ/第19 回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 相分離に伴うリボソームRNA遺伝子の転写抑制2020

    • 著者名/発表者名
      井手聖、今井亮輔、大地弘子、前島一博
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Shut-down of ribosomal RNA transcription by liquid-like behavior of inactive RNA polymerase I2019

    • 著者名/発表者名
      Satoru Ide
    • 学会等名
      第42回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Liquid droplets induced by aberrant RNA polymerase I in a craniofacial disorder lead to ribosome dysfunction2019

    • 著者名/発表者名
      Satoru Ide
    • 学会等名
      3R&3C Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 現代化学増刊46『相分離生物学の全貌』白木 賢太郎 (編集)2020

    • 著者名/発表者名
      井手聖, 前島一博
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      東京化学同人
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 教科書を書き換えろ!染色体の新常識2018

    • 著者名/発表者名
      井手 聖、平野 達也、胡桃坂 仁志
    • 総ページ数
      214
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758103749
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 転写は「液滴」によって制御されていた!

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2020/10/research-highlights_ja/pr20201015.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 細胞内のダイナミックなクロマチン構造

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2019/03/research-highlights_ja/rh20190315.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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