| 研究課題/領域番号 |
18K06055
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
富岡 征大 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40466800)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | RNAスプライシング / C. elegans / MBNL |
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| 研究実績の概要 |
筋強直性ジストロフィーや認知症との関連が示唆されているRNA結合タンパク質であるMBNL (Muscleblind-like protein)の線虫ホモログMBL-1は、線虫の示す学習パラダイム「味覚忌避学習 (taste avoidance learning)」に異常を示すことを明らかにした。MBNLやMBL-1は哺乳類や線虫で選択的スプライシングを制御することが明らかになっていることから、味覚忌避学習にはMBL-1を介する選択的スプライシングが働くことが必要であると考えられた。そこで、味覚忌避学習においてMBL-1が関わる選択的スプライシング制御機構を明らかにするために、MBL-1変異体を用いたトランスクリプトーム解析の結果から、MBL-1変異体で野生株と比べて顕著にスプライシングパターンが変化している遺伝子をリストアップした。さらに、RT-PCRによりそれらの遺伝子の選択的スプライシングパターンがMBL-1に依存して顕著に変化することを確認した。同定したMBL-1のターゲット候補遺伝子において選択的エクソンにCRISPR/Cas9法を用いて欠失変異を導入し学習能を測定することでMBL-1が制御するエクソンの同定を試みたが、現在のところその同定には至っていない。また、MBL-1が味覚忌避学習において機能する細胞を細胞種特異的レスキュー実験により同定することを試みた。現在までに、MBL-1の味覚神経での過剰発現により学習能の更なる低下がみられることが明らかになった。この結果から、MBL-1の適切な発現レベルが味覚神経で必要であることが示唆された。一方で、MBL-1の機能細胞の同定には至らなかった。
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| 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
前年度までに注目していたPTB (Polypyrimidine tract-binding protein)の線虫ホモログであるPTB-1に関しては、その変異体の示す表現型が弱く、解析が難航していたが、今年度からPTB-1と同様に選択的スプライシング制御分子であるMBL-1に注目した解析に切り替えたところ、概ね目標としていた研究成果を得ることに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度までにピックアップしたMBL-1のターゲット候補遺伝子における選択的エクソンの中から味覚忌避学習の制御に関わるものを同定する。そのために、前年度に引き続き候補となる選択的エクソンの変異体をCRISPR/Cas9法により作成し、その変異体の味覚忌避学習能を野生株と比べることで、味覚忌避学習に関わるMBL-1のターゲットエクソンの同定を試みる。また、細胞特異的レスキュー実験により、MBL-1及びそのターゲット遺伝子の機能細胞を同定することで、学習記憶においてMBL-1による遺伝子発現制御が必要な細胞を同定する。さらに、MBL-1とそのターゲット遺伝子が担う生理機能をカルシウムイメージングなどを用いた神経活性測定などにより明らかにし、加えて、条件付けによりターゲット遺伝子の発現及びスプライシングパターンが変化する可能性を検証することで、MBL-1の関わる遺伝子発現制御が学習記憶を制御する仕組みの解明を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は、前年度までに注目していた遺伝子（PTB (Polypyrimidine tract-binding protein)の線虫ホモログであるPTB-1）と性質の異なる遺伝子 (MBNL (Muscleblind-like protein)の線虫ホモログMBL-1)に注目して解析を進めることにした。その関係で、予定していたトランスクリプトーム解析の一部を変更し、当初この解析に使用予定であった予算を「線虫の変異体作成及び行動解析」に充てることにした。計画変更後の「線虫の変異体作成及び行動解析」は次年度まで継続して行うため、そのための予算を次年度に繰り越した。
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