RNA結合蛋白質の発現異常に伴うヒト遺伝病の分子機能解析

与RNA结合蛋白异常表达相关的人类遗传疾病的分子功能分析

基本信息

批准号：
12029217
负责人：
塩見春彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はトリプレットリピート病の代表例である脆弱X症候群の分子機序の解析を行っている。脆弱X症候群は最も高頻度に精神遅滞を伴う遺伝性の病気である。大部分の脆弱X症候群患者では、X染色体上に存在する遺伝子FMR1の5'非翻訳部位にある(CGG)nリピートが伸長し、その結果FMR1遺伝子産物の発現が転写レベルで抑制される。つまり、この病気はFMR1の機能欠損によるものである。FMR1の発現は健常人では脳神経系で非常に高く、一方、FMR1の発現のない脆弱X症候群患者は脳神経系の形態異常、特にシナプス形成の場であるスパインの形態異常を示す。FMR1蛋白質はRNA結合蛋白質で、しかもリボソームと相互作用していることからある種のmRNAの翻訳を直接叉は間接的に調節していると考えられているが、標的mRNAは今だ同定されていない。したがって、FMR1蛋白質の標的mRNAの同定はFMR1研究の最重要課題となっている。FMR1の標的mRNAを同定するために、我々はFMR1遺伝子の発現の変化に伴いその動態を変化させる蛋白質の同定をプロテオミクス解析法を用いて進めている。この研究を推進していくために、脆弱X症候群患者から樹立した各種細胞株と患者の正常な兄弟から同様に樹立した培養細胞株を用いている。この研究過程において、我々は、FMR1蛋白質はリボソームと相互作用していることから、患者由来と正常細胞におけるリボソーム分画の蛋白質レベルでの比較を行い、顕著な違いがあることを見い出した。この結果はFMR1蛋白質の有無がリボソームに構造的または質的な変化を与えることを示唆している。これは、ひいてはこのリボソームの構造的または質的な違いが翻訳するmRNA種のセレクターとして働いている可能性を示唆する。正常細胞においても、刺激に応じたFMR1蛋白質の修飾がリボソームとの相互作用を変化させ、その結果、リボソームの構造的または質的な変化を誘導することが考えられる。現在、両者で発現量に違いの見られる蛋白質の二次元電気泳動法による分離と質量分析による同定を進めている。さらに網羅的にFMR1蛋白質の有無により動態変化の見られる蛋白質の探索を進め、FMR1蛋白質の『標的遺伝子』を同定し、それらの発現調節機構の解析を通して脆弱X症候群の分子機序を明らかにしていきたい。

我们正在分析脆弱X综合征的分子机制，这是三胞胎重复疾病的代表性例子。脆弱的X综合征是最常见的遗传性疾病，智力低下。在大多数脆弱X综合征的患者中，X染色体上的基因FMR1的5'未翻译位点的（CGG）N重复序列被伸长，从而导致转录水平上FMR1 Gene产物表达的表达。换句话说，这种疾病是由于FMR1缺乏功能。健康个体的颅神经系统中FMR1的表达非常高，而没有FMR1表达的脆弱X综合征患者在颅神经系统中表现出形态异常，尤其是脊柱，尤其是突触形成部位。 FMR1蛋白是一种RNA结合蛋白，由于它与核糖体相互作用，因此人们认为它直接或间接调节了某些mRNA的翻译，但尚未鉴定出靶mRNA。因此，识别FMR1蛋白的靶标mRNA已成为FMR1研究中的重中之重。为了识别FMR1的靶mRNA，我们正在使用蛋白质组学分析来识别通过FMR1基因表达变化改变其动力学的蛋白质。为了促进这项研究，使用了X综合征脆弱的患者以及从患者正常兄弟姐妹的类似培养的细胞系中建立的各种细胞系。在这项研究中，当FMR1蛋白与核糖体相互作用时，我们比较了患者来源和正常细胞中核糖体级分的蛋白质水平，并发现存在显着差异。该结果表明，FMR1蛋白的存在或不存在会导致核糖体的结构或定性变化。这表明该核糖体中的结构或定性差异可以作为翻译mRNA物种的选择。人们认为，即使在正常细胞中，FMR1蛋白的刺激无关修饰也会改变与核糖体的相互作用，从而导致核糖体的结构或定性变化。当前，通过二维电泳和质谱鉴定具有不同表达水平的蛋白质正在鉴定。此外，我们将全面寻找根据FMR1蛋白的存在或不存在表现出动态变化的蛋白质，确定FMR1蛋白的“靶基因”，并通过分析其表达调节机制来分析脆弱X综合征的分子机制。