Study for the mechanisms of oligomerization and toxicity of FUS

本研究では、FUSが多量体化して病態形成に与える影響を解明するため、特に以下の３点について研究を行っている。①FUSの段階的多量体化機構の分子機序解明②FUSの多量体化が封入体形成、及び神経細胞間伝播に与える役割の解明③FUSの多量体化がFUSによる神経毒性に与える役割の解明本年度は①、②について、まずallS、あるいはCK1 delta/epsilonによるリン酸化によってFUSのTBS可溶性が上昇し、高塩緩衝液によって抽出されるFUSの程度が減少することを見出した。ショウジョウバエモデルにおいて、これらはいずれも毒性を軽減することから、FUSと可溶性喪失と神経毒性には連関があることが示唆された。さらに、前年度見出したFUSのアルギニン脱メチル化はFUSの可溶性を低下させたことから、生化学的に可溶性を失ったFUSは多量体化し、細胞間を伝播する可能性が示唆された。また、本年度新たにCyr2タグを用いて青色光依存的なFUS凝集実験系を作出するに至った。③について、ショウジョウバエモデルを用いてCK1delta/epsilonによるFUSのリン酸化を軽減するが、CK1alphaによっては軽減しないことを見出し、論文として発表した (Kishino Y, J Biol Chem, 2022)。さらにAAV9を用いて脊髄運動ニューロンにALS病因タンパク質TDP-43、FUSを発現する実験系を作出した。TDP-43の発現により、rota-rod試験で協調運動機能が低下することを見出しつつある。

本研究では、FUSが多量体化して病態形成に与える影響を解明するため、特に以下の３点について研究を行っている。①FUSの段階的多量体化機構の分子機序解明②FUSの多量体化が封入体形成、及び神経細胞間伝播に与える役割の解明③FUSの多量体化がFUSによる神経毒性に与える役割の解明本年度は①、②について、まずallS、あるいはCK1 delta/epsilonによるリン酸化によってFUSのTBS可溶性が上昇し、高塩緩衝液によって抽出されるFUSの程度が減少することを見出した。ショウジョウバエモデルにおいて、これらはいずれも毒性を軽減することから、FUSと可溶性喪失と神経毒性には連関があることが示唆された。さらに、前年度見出したFUSのアルギニン脱メチル化はFUSの可溶性を低下させたことから、生化学的に可溶性を失ったFUSは多量体化し、細胞間を伝播する可能性が示唆された。また、本年度新たにCyr2タグを用いて青色光依存的なFUS凝集実験系を作出するに至った。③について、ショウジョウバエモデルを用いてCK1delta/epsilonによるFUSのリン酸化を軽減するが、CK1alphaによっては軽減しないことを見出し、論文として発表した (Kishino Y, J Biol Chem, 2022)。さらにAAV9を用いて脊髄運動ニューロンにALS病因タンパク質TDP-43、FUSを発現する実験系を作出した。TDP-43の発現により、rota-rod試験で協調運動機能が低下することを見出しつつある。