スパインにおける局所翻訳の網羅的解析による自閉症の病態解明

通过脊柱局部翻译的综合分析阐明自闭症的病理学

基本信息

批准号：
14F04410
负责人：
田中元雅
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04410/
关键词：
自閉症翻訳スパインリボソーム神経細胞

项目摘要

本研究では、神経細胞に存在する樹状突起において、翻訳されている最中のmRNAを一塩基レベルで、定量的かつゲノムワイドに明らかにすることを目指すとともに、当研究室で開発してきた自閉症モデルマウスを用いてスパインにおける局所翻訳の網羅的解析を行う。本年度は、昨年度の知見をさらに発展させ、哺乳動物細胞やマウス・ラット由来の神経細胞を用いて上記の網羅的翻訳解析の技術にさらに改良を加えた。その結果、神経細胞から各種RNAを抽出し、より少量の試料から高効率に次世代シーケンサーで配列解析を行うための高品質なライブラリーの作成法を確立させた。そのライブラリーを次世代シーケンサーで網羅的に解析したところ、これまでに単離した各試料に特殊なRNAが存在し、特異的な翻訳パターンに関する新規な知見を得た。また、本年度に、神経細胞における翻訳状態を詳しく解析するための様々なバイオインフォマッティクスのツールをさらに独自に開発した。それによって、細胞質やリボソーム内に存在する各種RNAに対して、リボソームの動きをモニターし、翻訳状態をより詳しく調べることが可能になった。さらに、神経機能を調べるために、再現性の高い、マウスの行動解析プロトコルを確立させ、そのマウスを用いて、どのように神経機能の変化によって翻訳状態が変わるかを調べるための行動・翻訳解析実験系を確立させた。これらの手法を自閉症モデルマウスに応用したところ、様々なレベルにおける翻訳状態の変化を明らかにした。

在这项研究中，我们的目标是在单碱基水平上定量和全基因组阐明神经元树突中翻译的 mRNA，我们将使用封闭综合征小鼠模型对脊柱中的局部翻译进行全面分析。今年，我们进一步发展了去年的研究结果，并使用来自小鼠和大鼠的哺乳动物细胞和神经细胞对上述综合翻译分析技术进行了进一步改进。因此，我们建立了一种从神经细胞中提取各种类型 RNA 的方法，并创建高质量的文库，以便使用下一代测序仪从较小的样本中进行高效的序列分析。当使用下一代测序仪对文库进行全面分析时，他们发现迄今为止分离的每个样本都含有特殊的RNA，并获得了有关特定翻译模式的新知识。此外，今年我们独立开发了各种生物信息学工具，用于详细分析神经元的翻译状态。这使得监测核糖体的运动并更详细地检查细胞质和核糖体中存在的各种 RNA 的翻译状态成为可能。此外，为了研究神经功能，我们建立了高度可重复的小鼠行为分析方案，并使用这些小鼠进行行为和翻译分析，以检查神经功能的变化如何改变翻译状态。当这些方法应用于自闭症模型小鼠时，我们揭示了不同水平的翻译状态的变化。