Functional role of the translational regulator Gcn1 in a dopaminergic neuron

翻译调节因子 Gcn1 在多巴胺能神经元中的功能作用

• 批准号: 22K06891
• 负责人: 葛西 秋宅
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06891/
• 关键词: Gcn1; Gcn2; 翻訳; Disome; パーキンソン病; GCN1; disome; dopaminergic neuron; Parkinson's disease

タンパク質恒常性の破綻と異常タンパク質の凝集は神経変性疾患に関わることが知られているが、神経変性にいたる前段階であるストレス発生の機序については不明な点が多い。近年、リボソーム品質管理 (RQC) に関わる因子が翻訳停滞により衝突したリボソーム (disome) を認識し、翻訳の促進または中止を制御し、RQC因子の変異が神経変性を引き起こすことが分かってきた。アミノ酸飢餓応答因子Gcn1はリボソームおよびプロテインキナーゼであるGcn2と結合し、アミノ酸飢餓により増加した非アミノアシル化tRNAによるGcn2活性化を仲介する。Gcn2は翻訳開始因子eIF2αをリン酸化することで翻訳開始を抑制し、ATF4活性化を介してアミノ酸合成に関わる遺伝子発現を誘導する。酵母において非ストレス存在下でGcn1がdisomeに結合し、難翻訳コドンによるフレームシフトを抑制することが明らかとなったが、哺乳類ホモログが同様の機能を持つか不明である。Gcn1による翻訳調節について、Gcn1を欠失したマウス胎仔由来線維芽細胞（MEF）およびヒト白血病細胞株HAP1を用いてリボソームプロファイリングを行った。Gcn1欠失によるGcn1自体の翻訳低下およびmRNA増加が見られたほか、複数mRNAの共通した配列でdisomeの増加が認められた。しかしながら、HAP1細胞は増殖が早い影響でGcn2活性化による翻訳抑制およびATF4標的遺伝子の誘導が見られたため、培養条件を見直し、再度解析を行う。ドーパミン作動性ニューロン特異的Gcn1ノックアウト（CKO）マウスについてはGcn1 floxマウスとTh-CreERマウスの交配中であり、ホモのfloxのコロニーが得られしだいタモキシフェン投与によるCKOマウスの作製を行う。

In the early stages of neurodegenerative disease, the mechanism of its occurrence is unknown. In recent years, RQC factors have been recognized as stagnating, conflicting, and disome, and RQC factors have been changed to reflect the changes in mental properties. The amino acid starvation response factor Gcn1 mediates the activation of Gcn2 due to the increase in amino acid starvation caused by the combination of Gcn2 with the undetectable amino acid and protein levels, and the increase in non-amino acid starvation tRNA. GCN2 inhibits the activation of the inversion initiation factor eIF2 α and induces the activation of ATF4. In the presence of yeasts, Gcn1 disome binds, and difficult to reverse. In the presence of yeast, Gcn1 disome inhibits, and in the presence of mammals, Gcn 1 disome inhibits, and in the presence of mammals, Gcn 1 disome inhibits. Gcn1 is a highly regulated cell line, and Gcn1 is a highly regulated cell line. Gcn1 gene expression decreased and mRNA expression increased. HAP1 cell proliferation was affected by GCN2 activation, inhibition of turnover, and induction of ATF4 target genes. Culture conditions were clarified and analyzed. Gcn1 flox flox and Th-CreER flox are matched with each other, and the operation of CKO flox flox is carried out.