リピートRNA封入体の形成・分解に関わる新規遺伝子の同定

鉴定参与重复RNA包涵体形成和降解的新基因

• 批准号: 22K07525
• 负责人: 紀 嘉浩
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Meiji Pharmaceutical 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-22K07525/
• 关键词: リピート伸長疾患; RNA foci; 筋強直性ジストロフィー; siRNA; MBNL1; ヌクレアーゼ

反復配列（リピート）の異常伸長を原因とする疾患の一部では、変異アリルから伸長リピート配列を含むRNAが転写される。これらのリピートRNAは「RNA foci」と呼ばれる封入体を主に核内に形成し、RNA結合タンパク質を捕捉する。また、伸長したリピートRNAが細胞質に輸送されると、repeat-associated non-ATG translation (RAN translation)の機構により、リピート由来のポリペプチドを生じる。ペプチドリピートの多くは凝集性を示し、有害であることが示唆されている。このように、「RNA foci」および「RAN translation」はリピート伸長を原因とする各種の神経疾患の発症に深く関わる。そのため、リピートRNAに作用し、RNA fociやRAN translationに影響する因子は、それを操作することで病態を制御できる作用点となる可能性がある。そこで、本課題では、RNAの分解やフォールディングに関わる可能性があるヌクレアーゼおよびヘリカーゼ関連遺伝子に注目し、網羅的なsiRNAスクリーニングによってリピートRNAの動態制御に関わる新規分子経路の同定を試みる。これまで、ヌクレアーゼ関連遺伝子の中からCUGリピートのRNA fociを減少させる遺伝子を見出した。当該因子の発現抑制はRNA fociを増加させ、逆に過剰発現によりRNA fociが減少した。興味深いことに、この遺伝子はCUGリピートRNA fociの構成タンパク質であるMBNL1のスプライシングにも影響することが示唆された。このスプライシングはMBNL1の核局在性に関わり、RNA fociの形成にも影響し得る。この候補遺伝子は複数の機能ドメインからなるが、現在、どのドメインがRNA fociの形成およびMBNL1のスプライシング制御に関与するかを検討中である。

在一些由重复序列（repeat）异常扩增引起的疾病中，含有扩增重复序列的RNA是从突变等位基因转录而来的。这些重复RNA主要在细胞核中形成称为“RNA焦点”的包涵体并捕获RNA结合蛋白。此外，当延长的重复RNA被转运到细胞质时，通过重复相关的非ATG翻译（RAN翻译）机制产生重复相关的多肽。许多肽重复序列表现出聚集特性，并被认为是有害的。如此看来，“RNA焦点”和“RAN翻译”深入参与了重复扩增引起的各种神经系统疾病的发病。因此，作用于重复 RNA 并影响 RNA 焦点和 RAN 翻译的因素可以作为作用点，可以通过操纵来控制病理状况。因此，在本项目中，我们将重点关注可能参与RNA降解和折叠的核酸酶和解旋酶相关基因，并尝试通过全面的siRNA筛选来识别参与重复RNA动力学调控的新分子途径。到目前为止，我们在核酸酶相关基因中发现了一个减少CUG重复RNA焦点的基因。抑制该因子的表达会增加 RNA 聚集点，相反，过度表达会减少 RNA 聚集点。有趣的是，该基因还被认为影响 MBNL1（CUG 重复 RNA 焦点的组成蛋白）的剪接。这种剪接参与 MBNL1 的核定位，也可能影响 RNA 灶的形成。该候选基因由多个功能域组成，我们目前正在研究哪些域参与RNA焦点形成和MBNL1剪接控制。