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先天性貧血の発症に関与するmRNA選択的な翻訳調節機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K08869
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54010:血液および腫瘍内科学関連
研究機関宮崎大学

研究代表者

上地 珠代  宮崎大学, 医学部, 准教授 (10381104)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードリボソームタンパク質 / 先天性貧血 / ゼブラフィッシュ / 翻訳 / 貧血 / ゲノム編集 / リボソーム / リボソーム病
研究開始時の研究の概要

細胞内のタンパク質合成の場であるリボソームは全身に存在している。しかし、リボソームの異常は様々な疾患を引き起こす。これはリボソームの機能が組織によって異なることを示唆する。リボソームタンパク質(RP)の異常による先天性貧血では、赤血球造血に関わる因子の産生が特異的に低下する可能性が示された。本研究ではその詳細な分子機構の解明を目指す。まず、ゼブラフィッシュにおいて複数のRP遺伝子の変異モデルを作製する。それらを用いて特定のタンパク質の発現や糖鎖修飾が変動することを明らかにする。さらに、ヒト細胞を用いて同様の現象が見られることを確認し、貧血発症のメカニズムを明らかにする。

研究成果の概要

リボソームはタンパク質を合成する装置で、全身の細胞に存在する。しかし、その異常は特定の組織の異常(疾患)を引き起こす。それは、組織ごとに異なる翻訳調節のしくみがあるためと推測した。代表的な疾患である先天性貧血を、ゼブラフィッシュを用いて再現(特定のリボソームタンパク質の発現を抑制)し、貧血を引き起こす分子メカニズムの解明に挑んだ。その結果、造血に関与する遺伝子に加え、糖鎖の生合成に関与する遺伝子の翻訳効率が低下することを見出した。また、この遺伝子の過剰発現により赤血球数が回復することも確認した。リボソームタンパク質が関与する遺伝子特異的な翻訳調節機構が正常な赤血球造血に必要であると考えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトのリボソームは79種類のタンパク質と4種類のRNAで構成され、RNAは約200箇所で化学修飾を受ける複雑な構造体である。タンパク質や修飾の翻訳における役割は未解明であり、リボソームの組み立てを担う因子も含めて、いずれかの異常は様々な先天性疾患との関連が示唆され、将来的にがんを発症しやすいこともわかってきた。これらリボソーム病の発症メカニズムの解明は、治療法の開発や創薬に必須である。先天性貧血モデルを用いて新たな知見が得られたことは、リボソーム病の解明に向けた重要な基盤情報になると考える。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Cytosolic dsDNA of mitochondrial origin induces cytotoxicity and neurodegeneration in cellular and zebrafish models of Parkinson’s disease.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsui, H.*, Ito, J., Matsui, N., Uechi, T., Onodera, O., Kakita, A.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: - 号: 1 ページ: 3101-3101

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23452-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Role of Alternative mRNA Splicing in Heart Development2020

    • 著者名/発表者名
      Douglas C. Bittel, Email authorNataliya Kibiryeva, Naoya Kenmochi, Prakash Patil, Tamayo Uechi, Brenda Rongish, Mike Filla, Jennifer Marshall, Michael Artman, Rajasingh Johnson, James E. O’BrienJr
    • 雑誌名

      Molecular Mechanism of Congenital Heart Disease and Pulmonary Hypertension

      巻: - ページ: 339-351

    • DOI

      10.1007/978-981-15-1185-1_53

    • ISBN
      9789811511844, 9789811511851
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Zebrafish Models of Diamond-Blackfan Anemia: A Tool for Understanding the Disease Pathogenesis and Drug Discovery2019

    • 著者名/発表者名
      Tamayo Uechi, Naoya Kenmochi
    • 雑誌名

      pharmaceuticals

      巻: 12 号: 4 ページ: 151-151

    • DOI

      10.3390/ph12040151

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Abnormal development of zebrafish after knockout and knockdown of ribosomal protein L10a2019

    • 著者名/発表者名
      Kunwadee Palasin, Tamayo Uechi, Maki Yoshihama, Naparee Srisowanna, Narantsog Choijookhuu, Yoshitaka Hishikawa, Naoya Kenmochi & Wilaiwan Chotigeat
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 18130-18130

    • DOI

      10.1038/s41598-019-54544-w

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] リボソームタンパク質とmRNA選択的な翻訳調節:ゼブラフィッシュを用いた解析2022

    • 著者名/発表者名
      上地珠代,中島由香里,長友麻里子,吉浜麻生,鈴木穣,剣持直哉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュを用いたリボソーム病の発症機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      上地珠代,長友麻里子,剣持直哉
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 先天性貧血とmRNA選択的な翻訳効率の変動:ゼブラフィッシュを用いた解析2021

    • 著者名/発表者名
      上地珠代,吉浜麻生,中島由香里,長友麻里子,鈴木穣,剣持直哉
    • 学会等名
      第44回分子生物学学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 先天性貧血とリボソームの異常―ゼブラフィッシュを用いて未知の翻訳機構の解明をめざす2021

    • 著者名/発表者名
      上地珠代
    • 学会等名
      第27回八幡平造血セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Translational efficiency of mRNAs required for hematopoiesis were decreased in a zebrafish model of Diamond-Blackfan anemia2020

    • 著者名/発表者名
      Tamayo Uechi, Maki Yoshihama, Yukari Nakajima, Mariko Nagatomo, Yutaka Suzuki, Naoya Kenmochi
    • 学会等名
      第43会日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リボソームRNAの修飾欠損によるtRNA結合の変化2019

    • 著者名/発表者名
      上地珠代, Mary McMahon, Davide Ruggero
    • 学会等名
      第42会日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular Pathogenesis of Diamond-Blackfan Anemia and Drug Screening for the Disease Using Zebrafish as a Model Animal2019

    • 著者名/発表者名
      Tamayo Uechi, Maki Yoshihama, Yukari Nakajima, Mariko Nagatomo, Yutaka Suzuki, Etsuro Ito, Naoya Kenmochi
    • 学会等名
      RNA 2019 (The 24th Annual Meeting of the RNA Society)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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