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ポスト翻訳終結イベントの調節機構及びその生理病理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03438
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48040:医化学関連
研究機関琉球大学

研究代表者

山下 暁朗  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20405020)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワードmRNA分解 / mRNA翻訳 / ナンセンス変異 / mRNA監視機構 / NMD / 新生ポリペプチド / がん抗原 / 新生鎖 / mRNA分解制御 / mRNA翻訳制御 / キナーゼ / シャペロン / ストレス応答
研究開始時の研究の概要

遺伝性疾患やがんにおける変異の約三分の一において、結果的に異常な終止コドンが生じるが、mRNA監視機構のひとつであるNMD (nonsense-mediated mRNA decay)により積極的に分解排除される。本研究では、『1) NMD制御因子の新規結合タンパク質を足がかりとした、NMDにおける異常終止コドン識別複合体形成と新生タンパク質解離・リボソーム解離の分子機の解明、2) NMD制御因子の新機能を足がかりとした、細胞ストレスがポスト異常終止コドン識別イベントに与える影響の解明』を行う。これらの解析により、NMDを標的とした革新的新規遺伝性疾患・がん治療開発へ向けた基盤を確立する。

研究成果の概要

遺伝性疾患やがんにおける変異の約三分の一において、結果的に異常な終止コドンが生じる。このようなmRNAは生体が有するmRNA監視機構のひとつであるNMD (nonsense-mediated mRNA decay)により積極的に分解排除される。しかし、変異mRNA由来の新生タンパク質の運命についてはほとんど分かっていない。本研究では、NMD制御因子の新規結合タンパク質を足がかりとした、異常終止コドン識別複合体形成と新生タンパク質解離 リボソーム解離の分子機構と細胞ストレスがポスト異常終止コドン識別イベントに与える影響について研究を行い、新生鎖の分解抑制がNMDを阻害す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

本研究により、PTC-mRNAがコードする新生ポリペプチドの運命とNMDによるPTC-mRNA分解が密接に関わっていることが明らかとなった。この成果は、これまでに無い方法でのNMD阻害法の開発や、異常終止コドンを有する遺伝性疾患の新たな治療法開発に繋がる。新生ポリペプチド鎖によるNMD活性の制御は、また、フレームシフトによりPTCを有するmRNAがコードするがん抗原コードペプチドの発現機構の解明にも繋がるものであり、今後の研究の進展を期待している。

報告書

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

    (13件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Deficiency of the kidney tubular angiotensin II type1 receptor?associated protein ATRAP exacerbates streptozotocin-induced diabetic glomerular injury via reducing protective macrophage polarization2022

    • 著者名/発表者名
      Haruhara Kotaro、Suzuki Toru、Wakui Hiromichi、Azushima Kengo、Kurotaki Daisuke、Kawase Wataru、Uneda Kazushi、Kobayashi Ryu、Ohki Kohji、Kinguchi Sho、Yamaji Takahiro、Kato Ikuma、Ohashi Kenichi、Yamashita Akio、Tamura Tomohiko、Tsuboi Nobuo、Yokoo Takashi、Tamura Kouichi
    • 雑誌名

      Kidney International

      巻: 101 号: 5 ページ: 912-928

    • DOI

      10.1016/j.kint.2022.01.031

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of tumor necrosis factor-α inhibition on kidney fibrosis and inflammation in a mouse model of aristolochic acid nephropathy2021

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Shinya、Azushima Kengo、Yamaji Takahiro、Urate Shingo、Suzuki Toru、Abe Eriko、Tanaka Shohei、Tsukamoto Shunichiro、Kamimura Daisuke、Kinguchi Sho、Yamashita Akio、Wakui Hiromichi、Tamura Kouichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 23587-23587

    • DOI

      10.1038/s41598-021-02864-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Distinct RNA polymerase transcripts direct the assembly of phase-separated DBC1 nuclear bodies in different cell lines2021

    • 著者名/発表者名
      Mannen Taro、Goto Masato、Yoshizawa Takuya、Yamashita Akio、Hirose Tetsuro、Hayano Toshiya
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 32 号: 21

    • DOI

      10.1091/mbc.e21-02-0081

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tissue-specific expression of the SARS-CoV-2 receptor, angiotensin-converting enzyme 2, in mouse models of chronic kidney disease2021

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Shunichiro、Wakui Hiromichi、Azushima Kengo、Yamaji Takahiro、Urate Shingo、Suzuki Toru、Abe Eriko、Tanaka Shohei、Taguchi Shinya、Yamada Takayuki、Kinguchi Sho、Kamimura Daisuke、Yamashita Akio、Sano Daisuke、Nakano Masayuki、Hashimoto Tatsuo、Tamura Kouichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 16843-16843

    • DOI

      10.1038/s41598-021-96294-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] De novo ATP1A3 variants cause polymicrogyria2021

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Satoko、Kato Mitsuhiro、Kumamoto Takuma、Hirose Tomonori、他
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 13 ページ: 2368-2368

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd2368

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Potent mouse monoclonal antibodies that block SARS-CoV-2 infection2021

    • 著者名/発表者名
      Guo Youjia、Kawaguchi Atsushi、Takeshita Masaru、Sekiya Takeshi、Hirohama Mikako、Yamashita Akio、Siomi Haruhiko、Murano Kensaku
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100346-100346

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100346

    • 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] New vaccine production platforms used in developing SARS-CoV-2 vaccine candidates2021

    • 著者名/発表者名
      Ura Takehiro、Yamashita Akio、Mizuki Nobuhisa、Okuda Kenji、Shimada Masaru
    • 雑誌名

      Vaccine

      巻: 39 号: 2 ページ: 197-201

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.2020.11.054

    • 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] The human papillomavirus E6 protein targets apoptosis-inducing factor (AIF) for degradation2020

    • 著者名/発表者名
      Shimada M, Yamashita A, Saito M, Ichino M, Kinjo T, Mizuki N, Klinman DM, Okuda K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71134-3

    • 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] Shank2 Binds to aPKC and Controls Tight Junction Formation with Rap1 Signaling during Establishment of Epithelial Cell Polarity2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Kazunori、Kojitani Noriko、Hirose Hiroko、Yoshihama Yohei、Suzuki Hidefumi、Shimada Miho、Takayanagi Ayumi、Yamashita Akio、Nakaya Masa-aki、Hirano Hisashi、Takahashi Hidehisa、Ohno Shigeo
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 31 号: 1 ページ: 107407-107407

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.02.088

    • 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
  • [学会発表] mRNA翻訳による生命現象制御の新展開2021

    • 著者名/発表者名
      山下 暁朗、藤原 俊伸
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] mRNA監視機構制御因子SMG1キナーゼによる酸化ストレス応答制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      山下 暁朗
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] mRNA監視機構制御因子SMG1キナーゼによる酸化ストレス応答制御機構2020

    • 著者名/発表者名
      山下 暁朗
    • 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
  • [図書] 疾患原因遺伝子・タンパク質の 解析技術と創薬/診断技術への応用~エピゲノム、トランスクリプトーム、マルチオミクス、オープンデータベースの利活用~2022

    • 著者名/発表者名
      藤本明洋ら 86人
    • 総ページ数
      530
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048777
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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