ＡＬＳ関連タンパク質凝集体によるＲＮＡメタボリズム変調と神経細胞死機構解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23770215
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 北村 朗 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 助教 (10580152)
• キーワード: タンパク質凝集体 / 神経変性疾患 / RNA結合タンパク質 / 神経細胞死 / 蛍光分光イメージング

研究概要

筋委縮性側索硬化症 (Amyotrophic lateral sclerosis; ALS)の原因として，近年，TDP43 (TAR-DNA/RNA binding protein 43-kDa)タンパク質が注目されている．本研究では，TDP43タンパク質が細胞内のRNAを介して神経細胞毒性を発揮するメカニズムを明らかにする．具体的には，TDP43タンパク質またはCaspase3により切断されて生じるそのC末断片が凝集し，他の機能性タンパク質や機能性RNAを巻き込むことで神経細胞死を引き起こす可能性と，TDP43の変異体が細胞内RNAメタボリズムに対し変化をもたらし，神経細胞死を引き起こす可能性について検証することで，ALSにおける神経細胞死の機構を詳細に解明することが目的である．
当該年度は，ALS関連変異体として知られているTDP43-Q331Kの，アポトーシス誘導時における核－細胞質間輸送について解析した．野生型と比べて，Q331K型変異体は細胞質移行が速くなっていた．このことから以下の可能性が考えられた．1，Q331K型変異体の立体構造がCaspase3により切断されやすいものであること．2，Q331K型変異体がCaspase3経路を活性化しやすいこと．3，Q331K型変異体が形成する複合体の分子量が小さく，核膜孔複合体の通過が起こりやすいこと．これらの可能性のうち，1および2の可能性を明らかにするために，FRETを用いたTDP43の細胞内における立体構造変化の検出系構築検討を行った．その結果，TDP43のN末端とC末端の間は少なくとも10 nm以上離れていることが示唆された．

研究成果

• [雑誌論文] Moyamoya disease-associated protein mysterin/RNF213 is a novel AAA+ ATPase, which dynamically changes its oligomeric state. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morito D., Nishikawa K., Hoseki J., Kitamura A., Kotani Y., Kiso K., Kinjo M., Fujiyoshi Y., Nagata K.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 4 ページ: 4442
  • DOI: 10.1038/srep04442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dysregulation of the proteasome increases the toxicity of ALS-linked mutant SOD1. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitamura A., Inada N., Kubota H., Matsumoto G., Kinjo M., Morimoto R.I., Nagata K.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 19 ページ: 209-224
  • DOI: 10.1111/gtc.12125.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prefoldin prevents aggregation of alpha-synuclein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takano M., Tashiro E., Kitamura A., Maita H., Iguchi-Ariga M.M.S., Kinjo M., Ariga H.
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1542 ページ: 186-194
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.10.034.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The interaction of Hsp104 with yeast prion Sup35 as analyzed by fluorescence cross-correlation spectroscopy.oligomeric state. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohta S., Kawai-Noma S., Kitamura A., Pack C.G., Kinjo M., Taguchi H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 442 ページ: 28-32
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.10.147.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prefoldin protects neuronal cells from polyglutamine toxicity by preventing aggregation formation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tashiro E., Zako T., Muto H., Ito Y., Sorgjerd K., Terada N., Miyazawa M., Kitamura A., Kitaura H., Kubota H., Maeda M., Momoi T.,Iguchi-Ariga M.M.S., Kinjo M., Ariga H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 19958-19972
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.477984.
  • 査読あり
• [学会発表] プロテアソーム活性阻害からの回復過程における 細胞毒性発現機構の解明
  • 著者名/発表者名: 北村朗，永田和宏，金城政孝
  • 学会等名: 2013年度若手イメージング研究会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス（千葉県）
• [学会発表] プロテアソーム活性阻害からの回復過程における 細胞毒性発現機構の解明
  • 著者名/発表者名: 北村朗，永田和宏，金城政孝
  • 学会等名: 第36回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）