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2011 年度 実績報告書

リボソームの異常と疾患:新たな疾患「リボソーム病」発症の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 22370065
研究機関宮崎大学

研究代表者

剣持 直哉  宮崎大学, フロンティア科学実験総合センター, 教授 (00133124)

キーワードリボソーム / リボソーム病 / p53 / 造血異常 / 発がん / 核小体 / ゼブラフィッシュ / 疾患モデル
研究概要

リボソームは、すべての生物に不可欠なタンパク質の合成装置である。本研究は、ゼブラフィッシュを用いてリボソームの異常に起因する「リボソーム病」発症の分子機構を解明することを目的とする。
1.DBAモデルのポリソーム解析
ダイヤモンド・ブラックファン貧血(DBA)のゼブラフィッシュモデルからポリソーム画分を調製して、ここから抽出したmRNAのプロファイルをDNAチップにより解析した。その結果、RPS19の欠損により翻訳が変動した造血に関連すると思われる遺伝子を見出した。この遺伝子はRP欠損の下流にあるDBA発症に関わる重要な因子と考えられる。
2.RP/p53二重欠損モデルの解析
RP欠損とp53経路の活性化の関係を調べるために、p53遺伝子欠損ゼブラフィッシュを用いてRPL11遺伝子をノックダウンした。その結果、野生型でRPL11をノックダウした場合に見られる表現型の一部が回復することが明らかになった。これまでの知見とは異なり、p53経路およびp53非依存の経路の両者が、RP欠損による造血異常や発がんに関与している可能性が示された。
3.RNA修飾欠損モデルの作製・解析
ゼブラフィッシュを用いて、rRNAの修飾に働くsnoRNA(U26、U44、U78)の生成を阻害した。その結果、頭部や尾部、色素沈着などに異常を認め、1週間で致死となることが明らかになった。U26snoRNAの発現を阻害した胚からリボソームRNAを抽出して、質量分析計により解析したところ、U26の標的部位におけるRNA修飾の低下を検出した。これは、脊椎動物の初期発生におけるRNA修飾の重要性を明らかにした最初の報告である。

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

DBAモデルのポリソームmRNAの解析、RP/p53:二重欠損モデルの作製、RNA修飾欠損モデルの作製・解析において、研究は順調に進んでおり重要な成果も得られている。しかし、RP/p53二重欠損モデルの解析、先天性角化不全症(DC)モデルの解析においては、ポリソーム解析は行ったものの翻訳効率が変動した遺伝子の同定には至っていない。

今後の研究の推進方策

RP/p53二重欠損モデルおよび先天性角化不全症モデルにおけるポリソームmRNAの解析を進める。また、DBAモデルのポリソームmRNAの解析は次世代シーケンサーも併用して行う。これらの解析により、病態にリンクして翻訳効率が変動した遺伝子を同定する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Dissecting the protein-RNA interface : the role of protein surface shapes and RNA secondary structures in protein-RNA recognition2012

    • 著者名/発表者名
      Iwakiri J., Tateishi H., Chakraborty A., Patil P., and Kenmochi N.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 40 ページ: 3299-3306

    • DOI

      10.1093/nar/gkr1225

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of ribosomal RNA modification causes developmental defects in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Higa-Nakamine S., Suzuki T., Uechi T., Chakraborty A., Nakajima Y., Nakamura M., Hirano N., Suzuki T., and Kenmochi N.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 40 ページ: 391-398

    • DOI

      10.1093/nar/gkr700

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Guarding the 'Translation Apparatus' : Defective ribosome biogenesis and the p53 signaling pathway2011

    • 著者名/発表者名
      Chakraborty, A.
    • 雑誌名

      Wiley Interdisciplinary Reviews RNA

      巻: 2 ページ: 507-522

    • DOI

      10.1002/WRNA.73

    • 査読あり
  • [雑誌論文] リボソーム病とp53経路2011

    • 著者名/発表者名
      剣持直哉
    • 雑誌名

      医学のあゆみ:RNA医学・医療

      巻: 238 ページ: 476-480

  • [学会発表] Loss of snoRNA expression impairs ribosomal RNA modification and causes developmental defects in zebrafish2012

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kenmochi
    • 学会等名
      Protein-RNA Interactions in Biology and Disease
    • 発表場所
      Santa Fe, USA
    • 年月日
      2012-03-04
  • [学会発表] リボソームの異常と赤血球形成不全:ゼブラフィッシュを用いた解析2011

    • 著者名/発表者名
      上地珠代
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] Development of transgenic zebrafish using RNAi technology to investigate the role of ribosome in cancer2011

    • 著者名/発表者名
      Gnaneshwar Varadaraju Yadav
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] When p53 senses faulty ribosomes : Dynamics of c-Myc target nucleolar proteins and their correlation with Tp53 response in Rpl11-deficient zebrafish2011

    • 著者名/発表者名
      Anirban Chakraborty
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-13
  • [学会発表] ゼブラフィッシュをモデルとしたリボソーム病発症の分子機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      剣持直哉
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Ribosomal stress and the p53 network : An activated Tp53 response in Rpl11-deficient zebrafish correlates with an upregulated c-Myc activity2011

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kenmochi
    • 学会等名
      Protein Synthesis and Translational Control
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Defective erythropoiesis and ribosomal dysfunction in zebrafish model of Diamond-Blackfan anemia2011

    • 著者名/発表者名
      Tamayo Uechi
    • 学会等名
      第16回RNA Society Meeting "RNA 2011 Kyoto"
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-06-14
  • [備考]

    • URL

      http://ribosome.med.miyazaki-u.ac.jp/

  • [備考]

    • URL

      http://snoopy.med.miyazaki-u.ac.jp/

  • [産業財産権] 抗RNA抗体のスクリーニング方法及びRNA抗体の製造方法2011

    • 発明者名
      剣持直哉、吉浜麻生、高柳淳、清水信義
    • 権利者名
      剣持直哉、吉浜麻生、高柳淳、清水信義
    • 産業財産権番号
      特願2011-098698
    • 出願年月日
      2011-04-26

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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