Analysis of birefringent abnormal organelles that provide a new perspective on proteolytic dysfunction

点击翻译按钮获取中文摘要

VCP/p97というタンパク質は、酵母から哺乳類まであらゆる真核生物が有しており、細胞内のタンパク質分解を始めとする様々な細胞機能に関わっている。それ故に、その機能不全は、異常タンパク質の凝集・蓄積を生じ、神経・筋変性疾患など種々の遺伝性疾患（多系統蛋白質症）の発症につながる可能性が報告されている。申請者らは、線虫（C. elegans）というモデル生物を用いた解析から、線虫のVCP/p97であるCDC-48の発現を抑制することによって、複屈折性（偏光観察という特殊な顕微鏡観察で白く輝く）を有する特徴的なオルガネラが異常に肥大化し、腸細胞内に蓄積することを見出した。このオルガネラレベルでの新しい異常を指標に、生体内における複屈折性オルガネラの実体解明を試み、細胞内タンパク質分解異常に関連した新たな疾患モデルとしての可能性を提示すべく本研究を進めている。初年度は、まず、研究計画[1]に挙げていた「線虫cdc-48の発現量と複屈折性異常顆粒形成との関連を明らかにする」ことを目的として、線虫が有する2つのcdc-48遺伝子（cdc-48.1およびcdc-48.2）の遺伝子発現量をリアルタイム-PCR法で比較する系を構築した。これにより、複屈折性異常顆粒の形成には、予想通り、cdc-48.1もしくはcdc-48.2の全長遺伝子（ORF）を用いたRNAiによる両遺伝子の部分的な発現抑制（off-target効果）が起きていることが明らかとなった。更に、研究計画[2]の「複屈折性異常顆粒形成に関与する関連因子の探索」 を目的として、正常な複屈折顆粒の形成に必要な複数の細胞内輸送因子が、複屈折性異常顆粒の形成にも必須であることを見出した。これにより、CDC-48の機能不全に伴う異常オルガネラの形成も、正常な複屈折顆粒の形成に関わる因子群の制御下にあることが示唆された。