転写伸長の障害による自閉症の発症メカニズムの解明

これまでに申請者は自閉症患者で最も変異率の高い原因遺伝子の１つとして注目を集めているCHD8遺伝子をヘテロ欠損したマウスが自閉症を発症することを報告したが、近年このマウスの脳内遺伝子発現量が遺伝子長に逆相関していることを発見した。長鎖遺伝子の発現低下は転写伸長反応が障害されたときに見られる表現型であるため、転写伸長の障害が自閉症の発症に関わると推測されるが、これまでCHD8が転写伸長に関わる報告はない。そこで本研究ではCHD8と転写伸長の関連を明らかにし、自閉症の新たな発症メカニズムとして転写伸長の障害が関与する可能性を検証する。この目的を達成するため、CDK9阻害剤を用いたRNAポリメラーゼの伸長速度の定量実験や遺伝子上のPol IIの結合領域を1塩基解像度で同定することができるmammalian native elongating transcript sequencing (mNET-seq)法を用いてCHD8と転写伸長の関連を明らかにする。さらにCHD8の結合タンパク質を質量分析計を用いて同定し、CHD8タンパク質複合体の構成因子を明らかにする。 クロマチンリモデリング因子の多くは巨大な複合体を形成して機能していることが知られており、複合体の構成タンパク質を同定することで機能を推測することができると考えられる。最後に、CHD8と転写伸長因子の結合を阻害する遺伝子変異を導入したマウスを作製し、行動解析によって自閉症の発症を評価することでCHD8の転写伸長促進機能と自閉症の関連を検証する。

これまでに申請者は自閉症患者で最も変異率の高い原因遺伝子の１つとして注目を集めているCHD8遺伝子をヘテロ欠損したマウスが自閉症を発症することを報告したが、近年このマウスの脳内遺伝子発現量が遺伝子長に逆相関していることを発見した。長鎖遺伝子の発現低下は転写伸長反応が障害されたときに見られる表現型であるため、転写伸長の障害が自閉症の発症に関わると推測されるが、これまでCHD8が転写伸長に関わる報告はない。そこで本研究ではCHD8と転写伸長の関連を明らかにし、自閉症の新たな発症メカニズムとして転写伸長の障害が関与する可能性を検証する。この目的を達成するため、CDK9阻害剤を用いたRNAポリメラーゼの伸長速度の定量実験や遺伝子上のPol IIの結合領域を1塩基解像度で同定することができるmammalian native elongating transcript sequencing (mNET-seq)法を用いてCHD8と転写伸長の関連を明らかにする。さらにCHD8の結合タンパク質を質量分析計を用いて同定し、CHD8タンパク質複合体の構成因子を明らかにする。 クロマチンリモデリング因子の多くは巨大な複合体を形成して機能していることが知られており、複合体の構成タンパク質を同定することで機能を推測することができると考えられる。最後に、CHD8と転写伸長因子の結合を阻害する遺伝子変異を導入したマウスを作製し、行動解析によって自閉症の発症を評価することでCHD8の転写伸長促進機能と自閉症の関連を検証する。