新発想の転写因子解析：機能亢進型変異／低下型変異のプロキシミティラベリング解析

• 研究課題/領域番号: 19K22607
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分52:内科学一般およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人国立成育医療研究センター
• 研究代表者: 鳴海 覚志 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 分子内分泌研究部, 室長 (40365317)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 転写 / 転写制御 / プロキシミティラベリング / 転写因子 / 変異 / 転写複合体 / 近接性ラベリング / タンパク質相互作用 / 近接性標識 / 複合体 / オミックス

研究開始時の研究の概要

転写複合体は遺伝子機能を調節する役割を持つが、機能のオンとオフを柔軟に行うため、複合体の結合そのものが柔軟であると考えられる。このため、安定的結合を前提とした従来の解析手法では解析が不十分であった。本研究はこのような「ゆるやかな転写複合体」を分析するための新技術プロキシミティ・ラベリング法（近接性標識法）による転写複合体解析を試みるものである。

研究成果の概要

転写制御とは遺伝子機能のオン・オフを司る分子メカニズムであるが、どのような分子がその調節に関わるかについての理解は不十分であった。本研究では新技術の分子相互作用解析であるプロキシミティラベリング法を採用し、先天性疾患に関わる転写因子の解析を行った。その結果、従来から知られてきた分子相互作用に加えて、これまで知られていなかった相互作用を複数検出することができた。本研究を通じて、転写制御機構の研究におけるプロキシミティラベリング法の広汎な応用可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は転写制御機構研究におけるプロキシミティラベリング法の応用可能性の広さを示すと同時に、本研究の独自性である「野生型分子と変異型分子を比較解析」が転写制御機構研究の有用な切り口になることを示した。現在普及している「転写促進複合体」「転写抑制複合体」という二項対立モデルは適切ではなく、実際には両者が柔軟・可塑的に使い分けられている可能性があり、今後のこの研究分野における研究の方向性を示す成果と言える。

研究成果

• [雑誌論文] Inactivation of a Frameshift TSH Receptor Variant Val711Phefs*18 is Due to Acquisition of a Hydrophobic Degron. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugisawa C, Ono M, Kashimada K, Hasegawa T, Narumi S.
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab. 巻: 106 号: 1 ページ: e265-e272
  • DOI: 10.1210/clinem/dgaa772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Congenital Hypothyroidism Due to Truncating PAX8 Mutations: A Case Series and Molecular Function Studies (2020)
  • 著者名/発表者名: Iwahashi-Odano Megumi、Nagasaki Keisuke、Fukami Maki、Nishioka Junko、Yatsuga Shuichi、Asakura Yumi、Adachi Masanori、Muroya Koji、Hasegawa Tomonobu、Narumi Satoshi
  • 雑誌名: The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism 巻: 105 号: 11 ページ: 4055-4065
  • DOI: 10.1210/clinem/dgaa584
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Homozygous Mutation of Thyroid Peroxidase Gene Abolishes a Disulfide Bond Leading to Congenital Hypothyroidism (2020)
  • 著者名/発表者名: Yakou Fumiyoshi、Suwanai Hirotsugu、Ishikawa Takuya、Itou Mariko、Shikuma Jumpei、Miwa Takashi、Sakai Hiroyuki、Kanekura Kohsuke、Narumi Satoshi、Suzuki Ryo、Odawara Masato
  • 雑誌名: International Journal of Endocrinology 巻: 2020 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2020/9132372
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification and functional characterization of a novel <i>PAX8</i> mutation (p.His39Pro) causing familial thyroid hypoplasia (2020)
  • 著者名/発表者名: Iwahashi-Odano M, Fujisawa Y, Ogata T, Nakashima S, Muramatsu M, Narumi S.
  • 雑誌名: Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｐｅｄｉａｔｒｉｃ Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 29 号: 4 ページ: 173-178
  • DOI: 10.1297/cpe.29.173
  • NAID: 130007922180
  • ISSN: 0918-5739, 1347-7358
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetics of Congenital Isolated TSH Deficiency: Mutation Screening of the Known Causative Genes and a Literature Review. (2019)
  • 著者名/発表者名: Sugisawa C, Takamizawa T, Abe K, Hasegawa T, Shiga K, Sugawara H, Ohsugi K, Muroya K, Asakura Y, Adachi M, Daitsu T, Numakura C, Koike A, Tsubaki J, Kitsuda K, Matsuura N, Taniyama M, Ishii S, Satoh T, Yamada M, Narumi S.
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab. 巻: 104 号: 12 ページ: 6229-6237
  • DOI: 10.1210/jc.2019-00657
  • 査読あり
• [学会発表] TurboIDによるPAX8近接タンパク質の網羅的解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中尾佳奈子、小田野めぐみ、秋葉和壽、 鳴海覚志
  • 学会等名: 第９４回 日本内分泌学会学術集会
• [学会発表] 新規ルシフェラーゼ相補アッセイNanoBiTテクノロジーによるPAX8-NKX2-1結合定量系の 開発と臨床応用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小田野めぐみ、鳴海覚志
  • 学会等名: 第９４回 日本内分泌学会学術集会
• [学会発表] 新世代技術によるタンパク質相互作用解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鳴海覚志
  • 学会等名: 第９４回 日本内分泌学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] TurboIDによるPAX8近接タンパク質の網羅的解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中尾佳奈子、小田野めぐみ、秋葉和壽、 鳴海覚志
  • 学会等名: 第６３回 日本甲状腺学会学術集会