シナプス発達に関わる自閉症関連遺伝子AUTS2の新規転写制御機構の解明

阐明自闭症相关基因AUTS2参与突触发育的新型转录控制机制

基本信息

批准号：
22K07385
负责人：
堀啓
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Center of Neurology and Psychiatry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

自閉症感受性因子AUTS2は主に神経細胞の核内で転写活性化因子として働き、また、この遺伝子の異常が自閉症や知的障害、統合失調症など様々な精神疾患を引き起こす可能性についても示唆されるが、精神疾患発症の分子機序は未だよく分かっていない。過去に申請者は、AUTS2の異常が過剰な興奮性シナプス形成を誘発し、神経回路内の興奮/抑制バランスの破綻を引き起こすことを明らかにしてきた。しかしながら、疾患発症に関わるAUTS2の標的遺伝子はよく分かっておらず、その転写制御機構についても明らかにされていない。これまでに申請者は、RNA-seq解析から、AUTS2がターゲットとする下流候補遺伝子を多数同定した。さらに、これらの候補遺伝子には、実際にシナプス形成やシナプス活動制御に関わる分子が含まれることも明らかにした。また、各種生化学解析から、AUTS2がヒストン脱アセチル化酵素HDACと結合することを確認し、転写抑制にも働く可能性を見出した。AUTS2とHDACが生体内で相互作用して転写制御を行っているかどうかを検討するため、ChIP-seq解析によるこれら二者のゲノム結合領域の解析を行ったが、有意な共局在を確認することはできなかった。しかしながら、各種ヒストン修飾抗体を用いたChIPs-seq解析をAuts2変異マウスおよびコントロールマウスに対して行ったところ、転写抑制状態を示すヒストンH3リジン27トリメチル化が変異マウスで有意に低下していることから、AUTS2はHDACとは別の抑制因子と相互作用して転写抑制を行なっている可能性が示唆された。今後は、プロテオミクス解析による新規のAUTS2結合分子を同定し、AUTS2による転写抑制制御のよる分子メカニズムの詳細を明らかにしていく予定である。

自闭症易感因子AUTS2主要在神经元细胞核中充当转录激活因子，该基因的异常与自闭症、智力障碍和精神分裂症等多种疾病有关。它可能会导致精神疾病，但精神疾病发病的分子机制仍知之甚少。申请人过去曾透露，AUTS2的异常会诱导过度的兴奋性突触形成并破坏神经回路内的兴奋/抑制平衡。然而，AUTS2参与疾病发生发展的靶基因尚不清楚，其转录控制机制也尚未阐明。迄今为止，申请人已通过RNA-seq分析鉴定出许多AUTS2靶向的下游候选基因。此外，还发现这些候选基因实际上包括参与突触形成和突触活动控制的分子。此外，各种生化分析证实AUTS2与组蛋白脱乙酰酶HDAC结合，并发现它也可能充当转录抑制因子。为了检查 AUTS2 和 HDAC 是否在体内相互作用来调节转录，我们使用 ChIP-seq 分析分析了这两者的基因组结合区域，并发现了显着的共定位。然而，当使用各种组蛋白修饰抗体对 Auts2 突变小鼠和对照小鼠进行 ChIPs-seq 分析时，表明转录抑制状态的组蛋白 H3 赖氨酸 27 三甲基化在突变小鼠中很显着。表明 AUTS2 可能与 HDAC 以外的抑制因子相互作用来抑制转录。未来，我们计划通过蛋白质组学分析鉴定新的AUTS2结合分子，并阐明AUTS2转录抑制控制的分子机制的细节。