神経特異的スプライシング因子、NSSRの機能解析と遺伝子破壊マウスの表現型解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13035061
• 研究機関: 国立精神・神経センター
• 研究代表者: 塚原 俊文 国立精神・神経センター, 神経研究所・疾病研究第1部, 室長 (60207339)
• キーワード: 選択的スプライシング / 神経特異的発現 / スプライシング因子 / 酵母two-hybrid系 / pull-down assay / spliceosome / 感覚神経 / 遺伝子破壊マウス

研究概要

神経で発現する遺伝子の多くが選択的スプライシングによってその機能が調節される。神経でのスプライシング制御機構を明らかにするため、マウス脳より神経特異的に発現するスプライシング因子を検索し、新規SRタンパク質、NSSR1および2を単離した。これら二種のタンパク質は同一ゲノムから選択的スプライシングによって生成されるが、NSSR1はGluR2遺伝子exon 14のskippingに抑制的に、一方、NSSR2は促進的に働く事が明らかとなった。
NSSRタンパク質の機能をより詳細に解析するため、酵母two-hybrid系によるscreeningを行った。NSSR2にはTra2βあるいはSRP30cが結合した。COS細胞を用いたpull-down assayでも共沈する事が示された。また、spliceosomeの構成因子であるU1-70Kタンパク質とも結合する事が明らかとなった。従って、NSSRタンパク質はこれらタンパク質と供にspliceosomeを構成し、機能していると推定された。スプライシング因子はこれまで互いにSR部位で結合していると考えられてきた。しかし、NSSR2ではSR部位がtruncateされて不完全であるため、他の部位が互いの結合に関与している事が示唆された。RNA結合部位を他のRNA結合配列に交換しても、NSSR1は神経特異的スプライシングを促進し、逆にNSSR2は抑制する事も明らかとなり、スプライシングの制御はSR部位を含むC末端側によって行われていると推定された。NSSRは網膜や嗅組織での発現が多く認められることから、感覚神経におけるスプライシングへの関与が強く示唆される。
さらに、生理的機能を調べる目的で遺伝子破壊マウスを作成した。Nullマウスは一見正常であり、外見上の差異は認められなかった。感覚器官を中心により詳細な行動解析が必要であり、今後の課題となった。

研究成果

• [文献書誌] S Noguchi, T Tsukahara他: "cDNA microarray analysis of individual Duchenne muscular dystrophy patients"Hum. Mol. Genet. 12. 595-600 (2003)
• [文献書誌] T Tsukahara, S Tsujino, K Arahata: "cDNA microarray analysis of gene expression in fibroblasts of patients with X-linked Emery-Dreifuss muscular dystrophy"Muscle and Nerve. 25. 898-901 (2002)
• [文献書誌] W Aerbajinai, T Ishihara, K Arahata, T Tsukahara: "Increased expression level of the splicing variant of SIP1 in motor neuron diseases"Int. J. Biochem. Cell Biol. 32. 699-707 (2002)
• [文献書誌] 伏見和郎, 塚原俊文: "脳、神経系の選択的スプライシングと神経特異的スプライシング制御タンパク質"生体の科学. 53. 96-102 (2002)
• [文献書誌] T Tsukahara, K Arahata: "Methods in Molecular Biology-Neurogenetics : Methods and Protocols"Humana Press. 408 (2002)