脳機能の霊長類間差異の分子基盤としてのポリシアル酸の探究

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本研究の目的はヒト神経疾患および生物種間に見出されるポリシアル酸(polySia)転移酵素ST8SIA2/STXの一塩基変異に着目し、その変異酵素の反応産物のpolySiaの構造と機能を解析することによって、その酵素がpolySiaの質と量をどのように制御するのか、またその制御されたpolySiaがどのように脳高次機能の違いを生み出すのかを解明することである。今年度は細胞レベルの解析としST8SIA2/STXの反応産物であるpolySiaの構造および機能解析、個体レベルの解析としてはノックイン(KI)マウスの作製を開始することが計画されていた。細胞レベルの解析としてpolySiaの構造および機能解析を行った。本年度は子宮内エレクトロポレーション法を導入し、マウス胎児におけるKIの解析を行い、示唆的な結果を得た。また、精神疾患患者に見出されたアミノ酸置換を伴わないST8SIA2/STXのプロモーター領域およびイントロン領域に存在するSNPに着目し、細胞レベルでの解析を行った。まず、プロモーター領域のSNPと関与する転写制御因子の候補を網羅的に探索し、いくつかの候補因子に絞り込んだ。その中の因子に関して更なる解析を行い、ST8SIA2/STXとその因子の関与を初めて明らかにした。また、イントロン領域に存在するSNPに関して、ORF中にイントロン領域を挿入したコンストラクトを構築し、一塩基置換を導入した。それらのコンストラクトを用いて細胞レベルでの解析を行ったところ、SNPがpre-mRNAの量を制御していることが示唆された。