冬眠様選択的スプライシング制御による低体温障害耐性メカニズムの解明

通过控制冬眠样选择性剪接阐明低温抵抗机制

基本信息

批准号：
22K15009
负责人：
堀井有希
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15009/
关键词：
冬眠低体温低温ショックタンパク質選択的スプライシング

项目摘要

ハムスター等の一部の哺乳動物は、冬の環境下で体温を自発的に低下させる冬眠を行う。冬眠動物は冬眠時に低体温による障害がないことが知られている。Cold-inducible RNA-binding protein（CIRP）は低温によって誘導され、細胞保護作用に関与するタンパク質である。冬眠動物の驚異的な低温障害耐性機構に関与する可能性がある。申請者は、これまで、冬眠動物であるシリアンハムスターにおいて、冬眠中のCIRP遺伝子に特徴的な選択的スプライシングの変化が起こることを明らかにしてきた。この選択的スプライシングの変化により、冬眠動物は、平常時にはCIRP遺伝子は複数のスプライシングを発現する一方、冬眠時にはスプライシングバリアントが消失し、CIRP mRNAのみに発現が集約する。本研究は、CIRP遺伝子の各スプラシイングバリアントの機能とその制御によるCIRPの低温障害耐性メカニズムを解明することを目的とした。申請者はこれまで非冬眠動物であるマウスにおいて、人為的に軽度の低温で維持することによって冬眠様の選択的スプライシングを再現することに成功してきた。本研究ではマウスにおけるCIRP遺伝子のスプライシング変化による機能を明らかにするため、CIRP遺伝子のスプライシングモチーフを編集したゲノム編集マウスを作製した。その結果、選択的スプライシングパターンの異なる複数系統のゲノム編集マウスを得ることに成功した。シークエンス解析により、ゲノム編集マウスの１系統は常に冬眠様の選択的スプライシングを発現していたことが明らかとなった。本マウスは常に冬眠型のスプライシングパターンを発現している。一方、他の系統のマウスではスプライシングモチーフが欠失・変異し、常に冬眠時に消失するスプライシングバリアントのみを発現していた。現在、これらのマウスに障害耐性能に違いがあるのかを検証している。

一些哺乳动物，例如仓鼠，会进行冬眠，这是它们在冬季环境中自发降低体温的过程。众所周知，冬眠动物在冬眠期间不会出现体温过低的情况。冷诱导RNA结合蛋白（CIRP）是一种由低温诱导的蛋白质，参与细胞保护。它可能与冬眠动物惊人的耐冷损伤机制有关。申请人之前已经证明，作为冬眠动物的叙利亚仓鼠在冬眠期间CIRP基因中发生特征性选择性剪接变化。由于这种选择性剪接的变化，在冬眠动物中，CIRP基因通常表达多种剪接形式，但在冬眠期间，剪接变体消失，表达仅集中在CIRP mRNA中。本研究的目的是阐明 CIRP 基因每个泼溅变体的功能以及 CIRP 耐受冷损伤的机制。申请人此前已通过人工将小鼠（非冬眠动物）维持在温和温度下，成功地在小鼠（非冬眠动物）中复制了类似冬眠的选择性剪接。在本研究中，我们创建了基因组编辑小鼠，对 CIRP 基因的剪接基序进行了编辑，以阐明 CIRP 基因剪接变化在小鼠中的功能。结果，他们成功获得了具有不同选择性剪接模式的多种基因组编辑小鼠。序列分析显示，一种基因组编辑小鼠总是表达冬眠样的选择性剪接。这只小鼠总是表现出冬眠的剪接模式。另一方面，其他品系的小鼠已经删除或突变了剪接基序，并且始终只表达在冬眠期间消失的剪接变体。我们目前正在验证这些小鼠耐受障碍的能力是否存在差异。