嗅神経軸索におけるmRNA局所翻訳の機構と生理的意義の解明

阐明嗅神经轴突mRNA局部翻译的机制和生理意义

基本信息

批准号：
22K06895
负责人：
福田七穂
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Niigata University
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06895/
关键词：
局所翻訳 RNA結合タンパク質遺伝子改変マウス転写後制御

项目摘要

神経細胞では、軸索や樹状突起などの細胞体から離れた部位において、特定のmRNAが局所的に翻訳されることが知られている。このような「mRNA局所翻訳」は、軸索伸長やシナプス可塑性を担い、神経疾患にも関連することから、その機構の解明が求められている。私達はこれまでに、局所翻訳に関与するRNA結合タンパク質「hnRNP A/B」がマウス嗅神経細胞の神経回路形成に必要であることを明らかにした。本研究では、hnRNP A/BのターゲットmRNAとして同定した複数の遺伝子に着目し、「個々のmRNAがhnRNP A/Bからどのような発現制御を受けるのか、そうした制御がどのような生理機能に寄与しているのか」を検証する。具体的には、hnRNP A/B 結合配列を欠失させたマウスをCRISPR/Cas9を用いて作製し、当該遺伝子の発現様式への影響や、嗅神経細胞の形成・機能への影響、個体機能への影響を解析する。まず、hnRNP A/BのターゲットmRNA群の中から、以下の4つの条件を基準として、解析を行う遺伝子の絞り込みを行なった。1) hnRNP A/B抗体を用いたRNA免疫沈降によって強く濃縮されるもの、 2) 嗅神経細胞において特徴的な発現様式を示し、局所翻訳の制御を受けることが強く示唆されるもの、 3) hnRNP A/B結合配列をmRNAの非翻訳領域に持ち、配列を欠失させてもタンパク質のアミノ酸配列に変化を与えないもの、4) 神経細胞における重要性が示されているもの.これまでに3つの遺伝子について3’-UTR上のhnRNP A/B 結合配列を欠失させたマウスを作製し、系統化することに成功した。現在、嗅神経細胞における当該遺伝子の発現様式の解析を進めている。

在神经元中，众所周知，特定的mRNA在远离细胞体（例如轴突和树突）的位点进行了局部翻译。这种“局部mRNA翻译”负责轴突延伸和突触可塑性，也与神经系统疾病有关，因此需要澄清其机制。我们先前已经表明，与局部翻译有关的RNA结合蛋白“ HNRNP A/B”是小鼠嗅觉神经元中的神经回路形成所必需的。在这项研究中，我们关注的多个基因被识别为HNRNP A/B的靶标mRNA，并检查哪些表达控制单个mRNA从HNRNP A/B接收到的是什么，以及这些对照对这些控制的生理功能。具体而言，使用CRISPR/CAS9产生了具有HNRNP A/B结合序列的小鼠，以及对基因表达的影响，它们对嗅觉神经元的形成和功能的影响以及它们对单个功能的影响。首先，我们使用以下四个条件作为标准缩小了从HNRNP A/B的靶mRNA组进行分析的基因。 1）使用HNRNP A/B抗体强烈富集RNA免疫沉淀的人； 2）那些在嗅觉神经元中表现出独特表达模式并强烈建议控制局部翻译的人； 3）那些在未翻译的mRNA中具有HNRNP A/B结合序列并且即使删除序列也不会改变蛋白质的氨基酸序列； 4）那些在神经元中很重要的人。迄今为止，我们已经成功创建和系统化的小鼠，这些小鼠删除了三个基因上3'-UTR上HNRNP A/B结合序列。当前，我们正在对嗅觉神经元中基因的表达模式进行分析。