ナンセンスmRNA分解系の特異的な抑制による変異遺伝子機能回復の可能性の検討

通过特异性抑制无义 mRNA 降解系统来检查恢复突变基因功能的可能性

• 批准号: 14657610
• 负责人: 大野 茂男
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Yokohama City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14657610/
• 关键词: mRNA; mRNA分解; 遺伝子変異; ナンセンス変異; プロテインキナーゼ; 阻害剤; コラーゲン; 筋ジストロフィー症

遺伝子変異の1/4程度はナンセンス変異である。ナンセンス変異はトランケート型のタンパク質をコードするが、実際にはこのようなタンパク質が検出されない。これはナンセンス変異を有するmRNAが選択的に分解されていることに起因する。この現象は、nonsense mediated mRNA decay, NMDと呼ばれ、修復を逃れた遺伝子変異に由来する異常タンパク質に起因する毒性から細胞を守る、細胞の防御機構の一つである。近年、このNMDという現象やその分子機構の解析が始まっているが、そのほとんどは酵母、線虫の変異体の解析に留まっており、特に高等生物におけるその生理的意義や医学・生命科学への応用性に関しては、ほとんど不明である。私たちはプロテインキナーゼhSMG-1が、NMDに必須であること、これを阻害するとNMDを抑制できることを見いだし、ほ乳類におけるNMDの役割の検討が始めて可能となった。本研究では、NMD阻害が、1)実際にトランケート型のタンパク質の合成を介して、機指的な分子の合成を引き起こすこと。2)NMD阻害とナンセンス抑制とを同時に起こすことにより、全長のタンパク質の合成を引き起こすこと。3)これが機能回復に至るか。の3点を検証することを目的とした。Ullrich's病は、Type Vlcollagenのナンセンス変異により、筋ジストロフィー様の重度の症状を来す。この疾患の原因はおそらく基底膜の異常に起因し、患者由来の繊維芽細胞は、試験管内できわめてはがれやすい。この細胞にNMD阻害剤を加えると、普段合成されないトランケート型のタンパク質が実際に合成されることを確認した。さらに、ここで合成されたトランケート型のType Vlcollagen分子が、細胞と基質との接着を改善させることを確認した。少なくともこの患者の症状を改善する対処法の唯一の候補となりうることが明らかとなった(この研究は、水俣病研究センターの臼杵博士と、鹿児島大学神経内科との共同研究である)。

大约四分之一的基因突变是胡说八道突变。废话突变编码截短的蛋白质，但实际上，未检测到这种蛋白质。这是由于携带废话突变的mRNA的选择性降解。这种现象称为胡说八道，介导的mRNA衰变，NMD，是细胞的防御机制之一，可保护细胞免受来自逃避修复的基因突变的异常蛋白质引起的毒性。近年来，对这种现象，NMD及其分子机制的分析仅是对酵母和线虫突变体的分析进行的，及其生理意义，尤其是在更高的生物体中及其在医学和生命科学中的应用，这是未知的。我们发现蛋白激酶HSMG-1对于NMD至关重要，并且抑制它可以抑制NMD，并且可以研究NMD在哺乳动物中的作用。在这项研究中，NMD抑制作用会导致1）通过合成截短的蛋白质合成截短的分子。 2）通过同时引起NMD抑制和胡说八道的抑制来导致全长蛋白的合成。 3）这会导致功能恢复吗？目的是验证这三个点：乌尔里希氏病导致由于vlcollagen型胡说八道而导致的严重肌肉营养不良症状。该疾病可能是由于基底膜异常引起的，患者衍生的成纤维细胞非常容易在体外剥离。已经证实，在这些细胞中添加NMD抑制剂实际上是合成了通常不合成的截短蛋白。此外，已经证实，此处合成的截短类型VLCollagen分子可改善细胞和底物的粘附。据透露，至少是一种应对方法来改善该患者症状的唯一候选者（这项研究是Minamata病研究中心的Usuki博士与Kagoshima University神经病学系的联合研究）。

项目成果

Nagai-Tamai, Y., Mizuno, K., Hirose, T., Suzuki, A., Ohno, S: "Regulated protein-protein interaction between aPKC and PAR-3 plays an essential role in the polarization of epithelial cells"Genes to Cells. 7. 1161-1171 (2002)

Nagai-Tamai, Y.、Mizuno, K.、Hirose, T.、Suzuki, A.、Ohno, S：“aPKC 和 PAR-3 之间调节的蛋白质-蛋白质相互作用在上皮细胞的极化中发挥重要作用”基因

Suzuki, A., Ishiyama, C., Hashiba, K., Shimizu, M., Ebnet, K., Takai, Y., Ohno, S: "aPKC kinase activity is required for the asymmetric differentiation of the premature junctional complex during epithelial cell polarizatioin"J.Cel Science. 115. 3565-3573

Suzuki, A.、Ishiyama, C.、Hashiba, K.、Shimizu, M.、Ebnet, K.、Takai, Y.、Ohno, S：“aPKC 激酶活性对于过早连接复合物的不对称分化是必需的。

Baba, M., Hirai, S-I., Yamada-Okabe, H., Hamada, K., Tabuchi, H., Kobayashi, K., Kondo, K., Yoshida, M., Yamashita, A., Kishida, T., Nakaigawa, N., Nagashima, Y., Kubota, Y., Yao, M, Ohno, S: "Loss of von Hippel-Lindau protein causes cell density-dependen

Baba，M.，平井，S-I.，山田冈部，H.，滨田，K.，田渊，H.，小林，K.，近藤，K.，吉田，M.，山下，A.，岸田，T

Hirose, T., Izumi, Y., Nagashima, Y., Tamai-Nagai, Y., Kurihara, H., Sakai, T., Suzuki, Y., Yamanaka, T., Suzuki, Mizuno, K., Ohno, S: "Involvement of ASIP/PAR-3 in the promotion of epithelial tight junction formation"J.Cell Science. 115. 2485-2495 (2002)

广濑 T.、泉 Y.、长岛 Y.、玉井永井 Y.、栗原 H.、酒井 T.、铃木 Y.、山中 T.、铃木、水野 K.、大野

Manabe, N., Hirai, S-I., Imai, F., Nakanishi, H., Takai, Y., Ohno, S: "Association of ASIP/mPAR-3 with adherens junctions of mouse neuroepithelial cells"Developmental Dynamics. 225. 61-69 (2002)

Manabe, N.、Hirai, S-I.、Imai, F.、Nakanishi, H.、Takai, Y.、Ohno, S：“ASIP/mPAR-3 与小鼠神经上皮细胞粘附连接的关联”发育动力学。