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脊髄小脳変性症31型を標的とする低分子の作用機序解明と毒性リピートRNA機能抑制

研究課題

研究課題/領域番号 20H02880
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関大阪大学

研究代表者

柴田 知範  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (80711960)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワードRNA標的低分子 / リピートRNA / 脊髄小脳変性症31型 / UGGAAリピート / RNA結合性低分子 / RNA / 脊髄小脳変性症
研究開始時の研究の概要

脊髄小脳変性症31型(SCA31)は、TGGAAリピートの16番染色体への異常挿入が原因で発症する難治性疾患であり、挿入されたリピートから転写されるUGGAAリピートRNAが関与するRNA介在性神経疾患である。本研究では、UGGAAリピート結合性低分子(NCD)を手掛かりに、毒性リピートRNAが関与する発症機構及び低分子による阻害機構を分子レベルで理解することにより、SCA31の発症機構の解明及び低分子を用いた治療法開発に資する有効な分子ツールの開発を目指す。

研究実績の概要

脊髄小脳変性症31型(SCA31)は、TGGAAリピートの16番染色体への異常挿入が原因で発症する難治性疾患であり、挿入されたリピートから転写されるUGGAAリピートRNAが関与するRNA介在性神経疾患である。本研究では、UGGAAリピート結合性低分子(NCD)を手掛かりに、毒性リピートRNAが関与する発症機構及び低分子による阻害機構を分子レベルで理解することを目指す。
UGGAAリピートは、細胞内ではRNA結合タンパク質を捕捉し細胞核内にRNA fociと呼ばれるRNA凝集体を形成することが報告されている。近年、疾患に関連するリピートRNAが試験管内で相分離を引き起こすことが報告されているが、UGGAAリピートの相分離については明らかになっていない。リピートRNA相分離体の特性を明らかにすることを目指してUGGAAリピートの相分離を試験管内で評価する系の構築を目指した。Alexa647標識されたr(UGGAA)20を5%含むr(UGGAA)20サンプルを様々なNaCl, MgCl2濃度条件で調製し、アニーリングした後蛍光顕微鏡により観察したところ、RNA凝集体を形成する条件を見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

様々なNaCl, MgCl2濃度条件下でAlexa647標識r(UGGAA)20をアニーリングすることで、UGGAAリピートがRNA凝集体を形成するする条件を見出す事ができた。

今後の研究の推進方策

UGGAAリピートと低分子の相互作用がRNA凝集体形成に及ぼす影響を調べる予定である。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022 2021

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 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Fluorescent indicator displacement assay for the discovery of UGGAA repeat-targeted small molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Shibata Tomonori、Matsumoto Yasumasa、Iihara Akiko、Yamada Kazunori、Ochiai Hiroshi、Saito Ryo、Kusaka Shinichi、Kume Toshiyuki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 34 ページ: 5071-5074

    • DOI

      10.1039/d3cc00837a

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A small molecule binding to TGGAA pentanucleotide repeats that cause spinocerebellar ataxia type 312023

    • 著者名/発表者名
      Shibata Tomonori、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 79 ページ: 129082-129082

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.129082

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small molecule targeting r(UGGAA)n disrupts RNA foci and alleviates disease phenotype in Drosophila model2021

    • 著者名/発表者名
      Shibata Tomonori、Nagano Konami、Ueyama Morio、Ninomiya Kensuke、Hirose Tetsuro、Nagai Yoshitaka、Ishikawa Kinya、Kawai Gota、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20487-4

    • 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] Short Tandem Repeat Contractions during In Vitro DNA Synthesis by Repeat-binding Molecules2021

    • 著者名/発表者名
      Hagihara Masaki、Dohno Chikara、Saito Kaoru、Sugimoto Kazuhiro、Hishinuma Yuta、Sohma Yuri、Shibata Tomonori、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 号: 11 ページ: 1848-1851

    • DOI

      10.1246/cl.210415

    • NAID

      130008113718

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RNA反復配列を標的とした光応答性リガンドによる細胞内RNA fociの形成制御2023

    • 著者名/発表者名
      藤原 侑亮、柴田 知範、堂野 主税、中谷 和彦
    • 学会等名
      日本化学会第103春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Control of RNA Foci Formation by Photo-Switchable Ligands2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fujiwara, Tomonori Shibata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry(国際学会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of APOBEC-catalyzed cytosine deamination for the repeat DNAs2022

    • 著者名/発表者名
      Luyan Zhang, Tomonori Shibata, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 49th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry(国際学会)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Alleviation of RNA toxicity by a small molecule targeting UGGAA repeat in spinocerebellar ataxia type 312022

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Shibata, Konami Nagano, Morio Ueyama, Kensuke Ninomiya, Tetsuro Hirose, Yoshitaka Nagai, Kinya Ishikawa, Gota Kawai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 全脳イメージングを用いたCAGリピート結合分子の脳内分布解析2022

    • 著者名/発表者名
      村上英太郎、柴田知範、中森雅之、田井中一貴、中谷和彦
    • 学会等名
      RNAフロンティアミーティング
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Small molecule targeting UGGAA pentanucleotide repeat alleviates disease phenotype in spinocerebellar ataxia type 312021

    • 著者名/発表者名
      ○Tomonori Shibata, Konami Nagano, Morio Ueyama, Kensuke Ninomiya, Tetsuro Hirose, Yoshitaka Nagai, Kinya Ishikawa, Gota Kawai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      ISNAC2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A small molecule targeting UGGAA pentanucleotide repeats that cause spinocerebellar ataxia type 312021

    • 著者名/発表者名
      ○Tomonori Shibata, Konami Nagano, Morio Ueyama, Kensuke Ninomiya, Tetsuro Hirose, Yoshitaka Nagai, Kinya Ishikawa, Gota Kawai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan (MBSJ2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Small molecule targeting r(UGGAA)n in spinocerebellar ataxia type 312021

    • 著者名/発表者名
      ○Tomonori Shibata, Konami Nagano, Morio Ueyama, Kensuke Ninomiya, Tetsuro Hirose, Yoshitaka Nagai, Kinya Ishikawa, Gota Kawai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      Pacifichem 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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