| 研究課題/領域番号 |
20H03344
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
飯島 崇利 東海大学, 医学部, 准教授 (90383702)
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| 研究分担者 |
甲斐田 大輔 富山大学, 学術研究部医学系, 准教授 (60415122)
三上 克央 東海大学, 医学部, 准教授 (90548504)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | スプライシング / RNA結合タンパク質 / 3'UTR / シナプス |
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| 研究実績の概要 |
高等動物の脳は約1000億個にも及ぶ多様な神経細胞が特異的回路を築き、複雑な同期によって高次活動が営まれる最も複雑な臓器である。RNAスプライシングは生命情報の多様化に最も重要な仕組みであり、神経系においては特に盛んに行われ、膨大なRNAバリアントが生み出される。この過程は僅か2-3万遺伝子程度のゲノム情報から、複雑な脳機能の創出に必要な生命情報獲得を補償する重要なステップである。しかしながら、進化的に複雑となった高等動物のRNAスプライシング過程では様々なエラーが起こりうるのに対し、膨大なトランスクリプトーム品質がどのようにエラーから保護されているのか、トランスクリプトーム品質管理の仕組みについては理解されていない。重要なことに、最近我々は神経系においてスプライシングエラーを未然防止する興味深いファクターとして神経系RNA結合タンパク質SAM68を同定し、SAM68欠損によるシナプス接着因子IL1PAPのスプライシングエラーはmRNAを短縮化させ、IL1RAP依存的なシナプス形成と可塑性の異常を引き起こすことを明らかにした (Iijima et al., 2019)。これらの結果をもとに本課題では、脳機能を守るRNA制御として、神経系トランスクリプトームの品質管理メカニズムの解明を目指してきた。
2020年度は初頭から新型コロナによる影響により、オンサイトによる学外共同研究などは全て中止となった。また、本計画で初年度に予定していた本JSPS予算での実験補助員などの募集についても、この様な状況下を鑑み、実施しなかった。研究成果としては、神経培養細胞において、SAM68がスプライソソームの一つであるU1 snRNPとの協調作用でスプライシングエラーを防止しているのかをU1 sRNPのアンチセンスオリゴおよびsiRNAを購入して検討を始め、いくつかのエビデンスを得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
上記のように、新型コロナによる影響により予定していた学外共同研究などを中止し、初年度（2020年度）の余剰額を次年度へ繰越した。同じく新型コロナによる影響で行わなかった研究員採用については、2021年度6月より本研究課題の推進のために本JSPS予算で特定研究員一名を採用し、U1 snRNPとの協調作用によるSAM68のスプライシング機能解析に加え、ゲノム編集技術によるSam68標的RNA基質の3’UTRスプライシングバリアントの解析などを開始し、一定の成果を得ることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
SAM68およびU1 snRNPによるスプライシングエラーの防止機能が神経細胞の分化成熟に果たす役割についてさらに検討する。これまで我々は、SAM68がスプライシングエラーを防いでいる特定のRNA基質としてProtocadherin-15 (Pcdh15)を同定してきた。Sam68欠損マウス脳ではイントロン27の5末端部位が誤って挿入されRNAプロセシングの途中終結が起こり、本来膜型として発現するタンパク質がatypicalな分泌型に変換されてしまう。我々はゲノム編集によりPcdh15のノックアウトおよび3末端側で途中終結したスプライシングアイソフォームを発現させるツールを作成しており、主にこれらを用いて大脳皮質神経細胞での機能解析を行う。
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