高次機能性RNA結合蛋白質によるゲノム情報発現制御

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14035243
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 塩見 春彦 徳島大学, ゲノム機能研究センター, 教授 (60202107)
• 研究分担者: 塩見 美喜子 徳島大学, ゲノム機能研究センター, 助教授 (20322745) ; 岡野 栄之 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (60160694)
• キーワード: 脆弱X症候群 / 神経幹細胞 / RNA結合蛋白質 / RNAi / 翻訳調節 / FMR1 / musashi

研究概要

高次機能性RNA結合蛋白質によるRNA情報発現制御を理解するために、モデル分子として脆弱X遺伝子FMR1と神経RNA結合蛋白質Musashiの機能解析をショウジョウバエ及びマウスの遺伝学及び生化学を用いて行なった。
ショウジョウバエ脆弱X遺伝子FMR1(dFMR1)による翻訳調節機構を理解するために、ハエ培養細胞からdFMR1複合体(dFMR1-RNP)を精製し、新たに2つの構成蛋白質を同定した。これら2つの蛋白質の一方はUBA(ubiquitin associated)ドメインを有し、もう一つはPNPaseと強い相同性を示す。一方、既にdFMR1蛋白質がRNAi必須因子AG02と相互作用することを見出していたが、AG02遺伝子の欠失系統を作成し、さらにdFMR1-AG02ダブル欠失ハエ系統も作成した。また、dFMR1及びAG02、またはその両方を過剰発現するハエ系統も作成した。これら変異体を用いて、神経細胞及び剛毛(ブリストル)の形態変化を解析し、これら二つの遺伝子が遺伝学的にも相互作用していることが判明した。
一方、神経幹細胞に強く発現するMusashi1(Msi1)蛋白質はm-numbを含む下流標的mRNAの翻訳制御を行う因子である。その機能発現の機構解明のために、TAP法を用いて培養細胞系よりMsi1共役蛋白質の濃縮・精製を行い、MALDI-TOF MS法で二種の共沈蛋白質を解析した結果、PolyA Binding Protein 1(PABP1)、IGF2 mRNA Binding Protein(IMP)が同定された。Msi1は、PABP・5'-capを介した翻訳開始複合体に作用する可能性を示す結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] Siomi, H., Ishizuka, A, Siomi, MC: "RNA Interference : A New Mechanism by Which FMRP Acts in the Normal Brain? -What can Drosophila teach us?"MRDDR review. 10. 68-74 (2004)
• [文献書誌] Miyanoiri Y, Kobayashi H, Imai T, Watanabe M, Nagata T, Uesugi S, Okano H, Katahira M.: "Origin of higher affinity to RNA of the N-terminal RNA-binding domain than that of the C-terminal one of a mouse neural protein, musashi1, as revealed by comparison of their structures, modes of interaction, surface electrostatic potentials, and backbone dynamics"J Biol Chem. 278. 41309-41315 (2003)
• [文献書誌] Ishizuya-Oka A, Shimizu K, Sakakibara S, Okano H, Ueda S.: "Thyroid hormone-upregulated expression of Musashi-1 is specific for progenitor cells of the adult epithelium during amphibian gastrointestinal remodeling."J Cell Sci.. 116. 3157-3164 (2003)
• [文献書誌] Taura, T., Siomi, M.C., Siomi, H.: "Nuclear transport of RNA and proteins (The molecular mechanisms of mRNA export)(ed., Citovsky, V. and Tzfira, T.)"Landes Bioscience, New York(未定). (2004)