タンパク質品質管理を担うシャペロン依存型ユビキチンリガーゼの遺伝学的解析

负责蛋白质质量控制的分子伴侣依赖性泛素连接酶的遗传分析

基本信息

批准号：
14780593
负责人：
村田茂穂
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度にすでにタンパク質品質管理ユビキチンリガーゼと想定されるCHIPのノックアウトマウスの作製に成功しており、このマウスについて解析を行った。このマウスは、外見上野生型の同腹仔に比して、体重が1/2〜2/3しかなく、多くが生後1週程度で死亡した。一部生き残ったものも、およそ生後5ヶ月ころからあきらかな筋力低下症状を示すようになった。またオス、メスとも生殖可能ではあるが、妊娠能力が低かった。現在この原因を解析するために詳細に組織学的検索を行っているところである。タンパク質品質管理の破綻と神経変性疾患の関連が現在非常に注目されているが、このCHIPノックアウトマウスにおいて特筆すべき表現型は、生後数ヶ月で小脳失調様の歩行を呈することである。しかし、現在のところ組織学的に異常タンパク質の蓄積や神経細胞死などは観察されていない。これはマウスの寿命が短いためにタンパク質の凝集が観察されにくいためかもしれない。この表現型をさらに観察しやすくするために、変性タンパク質に対する生体応答にどのように関わるかを個体で観察する目的で、ハンチントン舞踏病モデルマウスであるHDQ150(ポリグルタミン繰り返し配列を150含むhuntingtin)ノックインマウスおよび小脳失調モデルマウスであるLurcherマウス(GRID2 mutation)と、CHIP欠損マウスとの交配を進めており、現在CHIP欠損がマウスハンチントン舞踏病や小脳失調発症に及ぼす影響を観察中である。また今年度は新たにCHIPと物理的、機能的に協調してはたらくHsj-1という分子を見いだした。Hsj-1はDnaJドメインとともにユビキチン結合モチーフであるUIMを併せ持ち、CHIPによる変性タンパク質のユビキチン化を促進するとともに、ユビキチン化タンパク質を受け取る機能を持つ。さらに興味深いことにHsj-1もCHIPと同様に神経細胞特異的な発現を示す。このことからCHIPとHsj-1が神経細胞における品質管理に連携して働いていることが示唆される。現在さらにHsj-1ノックアウトマウスを作製中であり、このマウスとCHIPノックアウトマウスの交配によりさらに神経細胞におけるタンパク質品質管理の重要性が明らかになることが期待される。

去年，我们已经成功创建了CHIP敲除小鼠，并对其进行了分析，CHIP被认为是一种蛋白质质量控制泛素连接酶。这些小鼠的体重显然仅为野生型同窝小鼠的 1/2 至 2/3，并且大多数在出生后一周左右死亡。一些幸存者在5个月大左右开始出现肌肉无力的迹象。尽管男性和女性都有生育能力，但受孕能力却很低。我们目前正在进行详细的组织学研究以分析原因。蛋白质质量控制破坏与神经退行性疾病之间的关系目前引起了广泛关注，CHIP基因敲除小鼠的一个值得注意的表型是它们在生命的几个月内表现出小脑共济失调样步态。然而，迄今为止，在组织学上尚未观察到异常蛋白质的积累或神经细胞的死亡。这可能是因为小鼠的寿命很短，因此很难观察到蛋白质聚集。为了进一步观察这种表型，我们使用了 HDQ150（亨廷顿蛋白，含有 150 个聚谷氨酰胺重复序列）的敲入模型，这是一种亨廷顿病模型小鼠，在个体中观察它与对变性蛋白质的生物反应之间的关系。 (GRID2)，小鼠和小脑共济失调模型小鼠突变）和 CHIP 缺陷小鼠，我们目前正在观察 CHIP 缺陷对小鼠亨廷顿舞蹈病和小脑共济失调发展的影响。此外，今年我们还发现了一种名为 Hsj-1 的新分子，它在物理和功能上与 CHIP 相配合。 Hsj-1具有DnaJ结构域和泛素结合基序UIM，具有通过CHIP促进变性蛋白泛素化并接收泛素化蛋白的功能。更有趣的是，与 CHIP 一样，Hsj-1 也表现出神经元特异性表达。这表明 CHIP 和 Hsj-1 在神经元的质量控制中协同作用。我们目前正在培育更多的 Hsj-1 敲除小鼠，预计将这些小鼠与 CHIP 敲除小鼠杂交将进一步阐明神经细胞中蛋白质质量控制的重要性。