研究課題
ヒトが主に食事から摂取するビタミンKはphylloquinone（PK）であるが、体内の組織中に存在するビタミンKの大部分はmenaquinone-4（MK-4）である。これまでに我々は、PKを摂取後、小腸で側鎖が切断され側鎖を持たないmenadione（MD）となり、各組織中でUbiA prenyltransferase domain containing 1（UBIAD1）によってMK-4へ変換されることを科学的に証明した。本研究では、ビタミンKの標的組織である骨に対するUBIAD1の生理的機能を明らかにする目的で、骨特異的なUbiad1遺伝子欠損マウスを作出し詳細な表現型解析を行うとともに、Ubiad1遺伝子の欠損に伴うMK-4生合成の破綻に起因する骨芽細胞および破骨細胞の発生・形態異常などを解析した。これまでに我々は、骨芽細胞に特異的に発現するosterix（osx）プロモーターの下流にCreを発現するosx-Creマウスを用いて、骨芽細胞特異的なUbiad1遺伝子ノックアウト（Ubiad1-cKO）マウスの作出に成功した。作出したUbiad1-cKOマウスは、体長や体重が野生型と比較して、著しく低値を示した。現在、摘出骨の組織標本を作製しオステオカルシンなどの骨関連タンパク質の蛍光免疫染色など骨形態計測を行っている。また、Ubiad1-cKOマウスの作出中にUBIAD1タンパク質の機能解析を合わせて行った。UBIAD1の酵素反応特性を検討した結果、pH8.5～9.0の塩基性条件下、0.1 mM以上のDTT存在下においてMK-4合成活性が最も高いことが分かった。そこで、UBIAD1の相同性解析を行った結果、UBIAD1には種を超えて高度に保存された領域が4ヶ所存在することが明らかとなった。さらに、UBIAD1の点変異解析からコレステロールの合成量およびUBIAD1タンパク質の細胞内局在が変化する変異体を見い出した。本研究から、骨に対するUBIAD1の役割やUBIAD1タンパク質の構造機能的特徴の一端を明らかにした。
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