Functional role of the translational regulator Gcn1 in a dopaminergic neuron

翻译调节因子 Gcn1 在多巴胺能神经元中的功能作用

基本信息

批准号：
22K06891
负责人：
葛西秋宅
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hirosaki 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-22K06891/
关键词：
Gcn1 Gcn2 翻訳 Disome パーキンソン病 GCN1 disome dopaminergic neuron Parkinson's disease

项目摘要

タンパク質恒常性の破綻と異常タンパク質の凝集は神経変性疾患に関わることが知られているが、神経変性にいたる前段階であるストレス発生の機序については不明な点が多い。近年、リボソーム品質管理 (RQC) に関わる因子が翻訳停滞により衝突したリボソーム (disome) を認識し、翻訳の促進または中止を制御し、RQC因子の変異が神経変性を引き起こすことが分かってきた。アミノ酸飢餓応答因子Gcn1はリボソームおよびプロテインキナーゼであるGcn2と結合し、アミノ酸飢餓により増加した非アミノアシル化tRNAによるGcn2活性化を仲介する。Gcn2は翻訳開始因子eIF2αをリン酸化することで翻訳開始を抑制し、ATF4活性化を介してアミノ酸合成に関わる遺伝子発現を誘導する。酵母において非ストレス存在下でGcn1がdisomeに結合し、難翻訳コドンによるフレームシフトを抑制することが明らかとなったが、哺乳類ホモログが同様の機能を持つか不明である。Gcn1による翻訳調節について、Gcn1を欠失したマウス胎仔由来線維芽細胞（MEF）およびヒト白血病細胞株HAP1を用いてリボソームプロファイリングを行った。Gcn1欠失によるGcn1自体の翻訳低下およびmRNA増加が見られたほか、複数mRNAの共通した配列でdisomeの増加が認められた。しかしながら、HAP1細胞は増殖が早い影響でGcn2活性化による翻訳抑制およびATF4標的遺伝子の誘導が見られたため、培養条件を見直し、再度解析を行う。ドーパミン作動性ニューロン特異的Gcn1ノックアウト（CKO）マウスについてはGcn1 floxマウスとTh-CreERマウスの交配中であり、ホモのfloxのコロニーが得られしだいタモキシフェン投与によるCKOマウスの作製を行う。

众所周知，蛋白质怀旧和异常蛋白质内聚会与神经退行性疾病有关，但是发生了许多未知的压力机制，这是神经变性。近年来，与核糖体质量有关的因素（RQC）具有公认的核糖体，由于翻译停滞，控制翻译促进或取消而碰撞，并发现RQC因子突变引起神经质性。氨基酸狩猎答案因子GCN1与核糖体和蛋白激酶GCN2结合，并介导非氨基含量的tRNA通过氨基酸狩猎而增加了GCN2激活。 GCN2通过翻译起始因子EIF2α的磷酸化抑制了翻译的开始，并通过ATF4激活诱导与氨基酸合成相关的基因表达。在酵母中，发现GCN1在非压力存在中与Disome结合，并抑制Kodon的框架变化，这是一个困难的翻译Kodon，但尚不清楚哺乳动物同源物具有相似的功能。关于GCN1的翻译调整，使用损失GCN1的小鼠胎儿胎儿衍生的胎儿（MEF）和人白血病细胞量HAP1进行了旋转组分析。除了GCN1的降低以及由于GCN1损失而导致的mRNA的增加外，允许mRNA公共阵列的数量增加disome。但是，由于生长迅速，GCN2激活的翻译抑制和ATF4靶基因的引导，已经对HAP1细胞进行了审查和分析。 GCN1 Flox小鼠和TH-Creer小鼠越过多巴胺的工作神经元特异性GCN1敲除（CKO）小鼠。