2014 Fiscal Year Annual Research Report
癌遺伝子産物ＨＭＧＡ１が誘導するグローバルなスプライシング異常
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24310161
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
前田 明 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (50212204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 裕 武蔵野大学, 薬学研究所, 教授 (30192769)
片山 泰一 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 教授 (80333459)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現 / スプライシング / HMGA1 / Presenilin-2 / 癌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）異常スプライシング誘導因子としてのHMGA1a蛋白質の構造と機能を調べる
HMGA1aはプレセニリン2（PS2）内の配列GCUGCUACAAG（PSseq)とエストロゲン受容体（ERα）内の配列GCGGCUACACG（ERseq)に結合している事を明らかにした。これらの配列との複合体形成について超好感度等温滴定型カロリーメータ（ITC）とES質量分析によって解析を行った。ITC解析では、HMGA1a はPSseqに結合したが、ERseqとは、結合をしなかった。ES質量分析の結果では、2分子のPSseq分子が1分子のHMGA1に結合しており、ERseq分子には、HMGA1aが明確な結合を示さなかった。一方、HMGA1a自身を、未変性条件下でのES質量分析で調べると、開かれた状態と折り畳まれた状態が混在しており、折り畳み状態でRNAと結合していると考えられた。NMR法によりHMGA1a自身を測定した場合、全体の構造に折り畳み状態が観察されなかったことから、蛋白質の濃度が高い場合、構造が不安定化している可能性がある。
（２）HMGA1が異常スプライシングを誘導しているPS2以外の標的遺伝子を探索する
HMGA1aはERα遺伝子転写物に配列特異的に結合することを見出したが、HMGA1結合配列を有する「おとり」RNAを安定発現させたMCF-7細胞は、ヌードマウスにおいて腫瘍増殖をさらに増強させた。これは、抗エストロゲン剤抵抗性の乳癌細胞株においてERα46蛋白質の発現が低下している報告と合致するが、癌遺伝子産物としてのHMGA1の性質に反する。しかしHMGA1の癌抑制的側面も報告されているので興味深い結果である。今回のケースでは、「おとり」RNAを用いて癌遺伝子産物のRNA結合を阻害することが、必ずしも治療につながる状況ではなかったが、HMGA1aの核移行配列を含む「おとり」RNAの安定発現乳癌細胞株が、実験動物においても有効に発現し効果を観察することが分かったのは有意義である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
HMGA1aー標的RNA複合体の構造決定で共同研究してもらっている武藤裕チームリーダー（研究分担者）が、一昨年度に武蔵野大学薬学部の教授として転出され約半年程度実験が滞っていたが、昨年後半から、ようやく実験も軌道に乗り、HMGA1a蛋白質のRNAに対する結合状態に関して、超高感度等温滴定型カロリーメータや質量分析を駆使して、興味深いデータを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）異常スプライシング誘導因子としてのHMGA1a蛋白質の構造と機能を調べる
HMGA1aは、U1 snRNPの構成蛋白質U1-70Kとも結合するので、RNA結合を安定化される事を期待して、U1-70Kのリコンビナント蛋白質を調製し、HMGA1aとの解析を進めている。究極の目的であるHMGA1a : U1-70K : RNA複合体の構造解析は結晶ができないので難航している
（２）HMGA1が異常スプライシングを誘導しているPS2以外の標的遺伝子を探索する
PS2とERα以外の標的遺伝子では、エイズウイルス（HIV）のスプライシングにHMGA1aが関与している実験的根拠が得られている。HIVのRNAはきわめて多様な選択的スプライシングを受け、それはウイルス特異的な蛋白質を作るのに重要である。以前からhnRNP A1蛋白質がその選択的スプライシングの制御をしていることが知られていたが、新たにHMGA1a蛋白質が関与しているのは興味深く、hnRNP A1を含めた因子間の相互作用を明らかにし、その選択的スプライシング制御のメカニズムの全貌を明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
昨年に応募した「新学術領域研究」と民間財団の研究助成が不採択になる可能性があったので、計画的に経費節減をした。実際に、これらの研究費は不採択であった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度（平成２７年度）の研究費と人件費に充てる予定である。
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| Remarks |
私たちの研究成果及びその社会への貢献を、国民にわかりやすく開示していくために、研究室のホームページを開設しており、このサイトでは研究内容の詳細を説明している。
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