翻訳の不正確性制御による新規遺伝子治療法の開発

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ナンセンス変異は、アミノ酸に対応するコドンが終止コドン（PTC）に置きかわる変異で、タンパク質合成が途中で終了し機能不全のタンパク質が合成されるため、重篤な疾患につながる。そのような疾患を治療する手法としてリードスルー療法が知られている。この手法では、リボソームがPTCを翻訳する際に誤ったアミノアシルtRNAを取り込ませることで、全長タンパク質を産生させる。これまで翻訳の正確性を低下させる化合物はリードスルー治療に利用されてきた。しかし、不正確な翻訳を非特異的に誘導することによる毒性が臨床応用を制限している。本研究では、標的の終止コドン特異的なリードスルーを可能にする新規リードスルー戦略の開発を行った。我々は、真核生物の翻訳終結機構に着目した。近年報告されたcryo-EM解析によって、真核生物終結因子（eRF）は終止コドンに結合すると、mRNAをU字型コンフォメーションに変形させることが示された。 U-ternの形成はmRNAをリボソーム内トンネルに引き込む。したがって我々は、PTC下流に結合するオリゴヌクレオチドが、mRNAの引き込み、すなわち翻訳終結を阻害し、アミノアシルtRNAの取り込みを誘導すると仮定した。PTCを導入した変異ルシフェラーゼをレポーターとして、オリゴヌクレオチドの結合部位や長さを最適化したところ、配列特異的なリードスルーを誘導することに成功した。また、ウエスタンブロッティングで全長タンパク質を検出することに成功した。また、本手法は真核生物由来の無細胞翻訳系でのみ適用できたことから、仮定に基づいた機序でリードスルーが誘導されていることが示唆される。PTC特異的にリードスルーを誘導できる本手法は、難治性遺伝病に対するリードスルー療法における問題を克服することが期待される。