令和6年度_2024_助成研究報告集
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【R53BP1 を用いた DNA 損傷応答因子としての TDP-43 の機能の検証】TDP-43 は DNA 損傷部位に集積する性質を持ち,その機能が低下すると DNA 損傷が蓄積することが知られている 6-8).この知見に基づき,TDP-43 機能が低下した条件下における脊髄運動ニューロンにおける R53BP1 の挙動を解析した.ゼブラフィッシュに存在する TDP-43 をコードする 2 つの遺伝子(tardbp および tardbpl)に,それぞれフレームシフト変異を持つアリル(tardbp-n115 およびtardbpl-n94)をホモ接合体で保持する Tg[mnr2b-hs:Gal4] Tg[UAS:EGFP] Tg[UAS:R53BP1] 仔魚を遺伝的交配により作出した.受精後 3 日目のこの仔魚を用い,脊髄運動ニューロンにおける R53BP1 の局在を観察した.興味深いことに,TDP-43 遺伝子が破壊された仔魚では,細胞体サイズの大きい運動ニューロンにおいて R53BP1 は核と細胞質の両方に局在していた.一方,細胞体の小さい運動ニューロンでは,R53BP1 は核内に限定して局在していた.これらの結果は,R53BP1 の核局在が大きい運動ニューロンにおいて TDP-43 の機能に依存していることを示唆している.R53BP1 は,核内移行シグナル(NLS)を 3 コピー含み,これは importin αによって認識される.したがって,importin αを介した核内輸送が何らかの理由で阻害されている可能性が考えられた.また,これらの結果は,R53BP1 の核内局在が TDP-43 によって直接制御されている可能性も示唆しており,TDP-43 機能低下に伴う DNA 損傷の検出手法として,R53BP1 の mRuby3 蛍光輝点の利用が適さない可能性があることが示された.【R53BP1 の局在異常は,核内輸送機構の全般的な崩壊が原因ではない】なぜ R53BP1 の核局在が,大型の運動ニューロンにおいてのみ TDP-43 の機能に依存するのか,その分子機構は依然として不明である.この現象が,核内輸送機構全体の障害によるものかを検証するため,RFP タグを付加したヒストン H2A(RFP-H2A)の局在を観察した.まず,Gal4 により誘導可能な UAS:RFP-H2A 系統を新たに作製し,TDP-43 をコードする遺伝子(tardbp および tardbpl)の変異アリル(tardbp-n115 および tardbpl-n94)をホモ接合体で保持するTg[mnr2b-hs:Gal4] Tg[UAS:EGFP] Tg[UAS:RFP-H2A] 個体を得た.受精後 3 日目の仔魚において,大型の脊髄運動ニューロンで RFP-H2A の局在を解析したところ,RFP-H2A は明瞭に細胞核に局在していた.この結果は,TDP-43 の機能喪失によって生じた R53BP1 の局在異常が,核内輸送機構全体の破綻によるものではなく,R53BP1 に特異的な制御異常による可能性を示唆している.【R53BP1 は,TDP-43 遺伝子破壊運動ニューロンの細胞質でコンデンセートを形成する】TDP-43 遺伝子が破壊された Tg[mnr2b-hs:Gal4] Tg[UAS:EGFP] Tg[UAS:R53BP1] 仔魚の大きい運動ニューロンをライブイメージングしたところ,固定サンプルでは観察されなかった R53BP1 の細胞質コンデンセートが検出された.これらの R53BP1 コンデンセートの分子組成や物理的性質は現在解析中であるが,DNA 損傷部位で 53BP1 が形成するコンデンセートと何らかの関連がある可能性が考えられる.おわりに本研究では,DNA 損傷応答因子 R53BP1 を蛍光指標として用い,ゼブラフィッシュ脊髄運動ニュ― 32 ―

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