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。

众所周知，在神经细胞中，特定的 mRNA 在远离细胞体的区域进行局部翻译，例如轴突和树突。这种“mRNA的局部翻译”负责轴突伸长和突触可塑性，也与神经系统疾病相关，因此有必要阐明其机制。我们之前已经证明，hnRNP A/B（一种参与局部翻译的 RNA 结合蛋白）是小鼠嗅觉神经元神经回路形成所必需的。在这项研究中，我们重点研究了被确定为 hnRNP A/B 靶标 mRNA 的多个基因，并重点研究“每个 mRNA 从 hnRNP A/B 接受什么样的表达控制，以及这种控制有助于什么样的生理功能” ？”验证他们是否这样做。具体来说，我们使用CRISPR/Cas9创建了hnRNP A/B结合序列被删除的小鼠，并研究了对该基因的表达模式、嗅觉神经元的形成和功能以及个体功能的影响。首先，我们根据以下四个条件从hnRNP A/B的靶mRNA组中缩小了要分析的基因范围。 1) 使用 hnRNP A/B 抗体通过 RNA 免疫沉淀强烈富集的那些，2) 在嗅觉神经元中显示特征表达模式并强烈建议受到局部翻译控制的那些，3) hnRNP A/B 结合序列mRNA的非翻译区，删除该序列不会改变蛋白质的氨基酸序列4)已被证明对神经细胞很重要的项目。迄今为止，我们已成功生成并应变了小鼠，其中 3'-UTR 中的 hnRNP A/B 结合序列已被删除了三个基因。我们目前正在分析该基因在嗅觉神经细胞中的表达模式。