変異型化したSOD1のクリアランス機構とその破綻によるALS発症機構の解明

筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis ; ALS）の原因遺伝子の一つであるCu/Zn superoxide dismutase (SOD1) は、遺伝子変異により構造変化を起こして細胞毒性を発揮する。これまでに我々は、野生型SOD1もストレス状況下では変異型様構造をとることを見出していたが、そのクリアランス機構については全く不明であった。そこで、変異型様SOD1の蓄積を指標としたゲノムワイドRNAiスクリーニング系を構築・実施し、変異型様SOD1のクリアランス機構に関与すると考えられる214種類の候補遺伝子を同定することに成功した。さらに、スクリーニング陽性因子の中からオートファジー・プロテアソーム系に関与する因子の解析を行い、各因子が変異型様SOD1のクリアランスに与える影響をシクロヘキシミドチェイス実験などにより解析を行い、複数の変異型様SOD1クリアランス関連因子の同定に成功した。また、後の解析にも有用であるため、CRISPR-Cas9システムを用いて複数のスクリーニング陽性因子のノックアウト細胞株を作製した。これまでにALS関連変異型SOD1のクリアランス機構についてはよく知られていたが、本研究により、ストレス状況下で変異型様構造をとった野生型SOD1にもオートファジー・プロテアソーム系によるクリアランス機構が存在することが明らかとなった。

筋萎縮性側索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis ; ALS）の原因遺伝子の一つであるCu/Zn superoxide dismutase (SOD1) は、遺伝子変異により構造変化を起こして細胞毒性を発揮する。これまでに我々は、野生型SOD1もストレス状況下では変異型様構造をとることを見出していたが、そのクリアランス機構については全く不明であった。そこで、変異型様SOD1の蓄積を指標としたゲノムワイドRNAiスクリーニング系を構築・実施し、変異型様SOD1のクリアランス機構に関与すると考えられる214種類の候補遺伝子を同定することに成功した。さらに、スクリーニング陽性因子の中からオートファジー・プロテアソーム系に関与する因子の解析を行い、各因子が変異型様SOD1のクリアランスに与える影響をシクロヘキシミドチェイス実験などにより解析を行い、複数の変異型様SOD1クリアランス関連因子の同定に成功した。また、後の解析にも有用であるため、CRISPR-Cas9システムを用いて複数のスクリーニング陽性因子のノックアウト細胞株を作製した。これまでにALS関連変異型SOD1のクリアランス機構についてはよく知られていたが、本研究により、ストレス状況下で変異型様構造をとった野生型SOD1にもオートファジー・プロテアソーム系によるクリアランス機構が存在することが明らかとなった。