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2011 年度 実施状況報告書

筋萎縮性側索硬化症原因遺伝子TLSのメチル化異常による発症機構の解明と治療法開発

研究課題

研究課題/領域番号 23659461
研究機関埼玉医科大学

研究代表者

黒川 理樹  埼玉医科大学, 医学部, 教授 (70170107)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2013-03-31
キーワード酵素 / 遺伝子 / 核酸 / 生体分子 / 発現制御
研究概要

我々は、非コードRNA(ncRNA)がTLS(Translocated in liposarcoma)/FUSに結合して、TLS機能を制御するRNAリガンドとして作用することを報告した(Nature:454, 126-130,2008)。最近、TLSは筋萎縮性側索硬化症(ALS)の原因遺伝子として再発見された。質量分析の結果は、ALS変異型TLSにはアルギニン(ARG)特異的メチル化酵素PRMT5の結合が消失していた。この結果から、変異型TLSはARGメチル化消失とそれに伴うタンパク質結合の異常から、不溶性凝集体を形成してALSを発症する仮説を立てた。 本研究の目的は、この仮説の検証と変異型TLSのPRMT5結合を回復させるRNAリガンド作成である。このRNAリガンドはALS治療法開発に大きな前進をもたらすと期待される。なお、PRMT1に関しても同様な結果が得られたことから、これについても解析を進めている。平成23年度は、PRMT5によりメチル化される正常型TLSのアルギニン残基を正確に決めることから始めた。我々はTLSのR216/R218, R242, R394がジメチル化されることを報告した(Du, BBRC:404, 991-6,2011)。そこで、これらのジメチル化されたアルギニン残基のみを認識できるモノクローナル抗体の作成に着手した。PRMT5は、対称型ジメチル化を触媒し、PRMT1は非対称型ジメチル化を触媒することが知られている。そこで、R216/R218, R242, R394近傍の10アミノ酸残基を含むペプチドに、対称および非対称のジメチル化アルギニンを導入したペプチドを合成し、総計6種類のモノクローナル抗体の作成を試みた。その結果、R242の非対称型ジメチル化(PRMT1が触媒)以外の、5種類のモノクローナル抗体作成に成功した。これは大きな進捗である。

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

今年度は、4個のメチル化アルギニン部位に特異的なモノクローナル抗体作成に成功した。この抗体を用いた実験も良好に推移している。以上から、本研究課題は順調に進展していると判断された。

今後の研究の推進方策

R216/218対称型ジメチル化モノクローナル抗体(F4)を用いたin vitroのPRMT5によるTLSメチル化の解析から、このメチル化にはヒトHeLa細胞核内のタンパク性因子のTLSへの結合が要求された。今までに質量分析の結果から、5種類のタンパク質が候補として見出された。いずれもRNA結合タンパク質であった。このようにTLSのメチル化には特異的複合体形成が必要で、精妙な調節を受けることが判明した。このR216・R218メチル化有無によるRNA結合能の変化が予想される。この知見からALS病変との関連を調べ、有用なRNAリガンド同定に結び付ける予定である。

次年度の研究費の使用計画

以下のような研究費の使用計画を立てた。1.物品費   720,0002.旅費    300,0003.講演者謝金 100,0004.その他   150,000

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structure of noncoding RNA is a determinant of function of RNA binding proteins in transcriptional regulation.2012

    • 著者名/発表者名
      Oyoshi, T.
    • 雑誌名

      Cell & Bioscience

      巻: 2巻 ページ: ―

    • DOI

      10.1186/2045-3701-2-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非コードRNAとポリコームメチル化が核局在を決め遺伝子を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      黒川 理樹
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: Vol.30 ページ: 458~459

  • [雑誌論文] FUS/TLS構造と機能からALS病態をみる2011

    • 著者名/発表者名
      黒川 理樹
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: Vol.29 ページ: 1032~1034

  • [雑誌論文] 遺伝子発現は転写と翻訳で制御されるが、どちらが主役か?2011

    • 著者名/発表者名
      黒川 理樹
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: Vol.29 ページ: 2258~2259

  • [雑誌論文] Loop Lengths of G-Quadruplex Structures Affect the G-Quadruplex DNA Binding Selectivity of the RGG Motif in Ewing's Sarcoma.2011

    • 著者名/発表者名
      Takahama, K.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: Vol.50 ページ: 5369~5378

    • DOI

      10.1021/bi2003857

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新生RNAのDeep sequencingで明らかになる真核ゲノムの転写動態2011

    • 著者名/発表者名
      黒川 理樹
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: Vol.29 ページ: 1263~1264

  • [学会発表] TLS-CHOP, an Oncogenic Fusion Product in Myxoid Liposarcoma, Attenuates Cell Adhesion Ability through Down-Regulation of Integrin α5β1.2011

    • 著者名/発表者名
      Arai, S.
    • 学会等名
      ENDO 2011
    • 発表場所
      Boston Convention & Exhibition Center(Boston, USA)
    • 年月日
      2011年6月6日
  • [学会発表] 長鎖非コードRNAとエピゲノム制御2011

    • 著者名/発表者名
      黒川 理樹
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会(招待講演)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2011年12月16日
  • [図書] Transcriptional Regulation. Promoter-Associated Noncoding RNA from the CCND1 Promoter. In: Vancura, A. (ed)2012

    • 著者名/発表者名
      Song, X.
    • 総ページ数
      609~622
    • 出版者
      Humana Press
  • [図書] RNA Infrastructure and Networks. Promoter-Associated Long Noncoding RNAs Repress Transcription Through an Rna Binding Protein TLS. In: Collins, LJ.(ed)2011

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa, R.
    • 総ページ数
      196~208
    • 出版者
      Landes Biosciences
  • [備考]

    • URL

      http://space.geocities.jp/idensikouzou/index.html

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公開日: 2013-07-10  

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