名古屋大学環境医学研究所

Research Institute of Environmental Medicine, Nagoya University

第2部会

研究所・センターの概要

所長
益谷　央豪
Masutani,Chikahide

キーワード: 次世代創薬、ストレス受容・応答、生体適応・防御、新規治療法・予防法、脳神経系、内分泌、代謝、ゲノム制御
住所: 〒464-8601
愛知県名古屋市千種区不老町

環境医学研究所は名古屋大学で最も長い歴史を持つ研究所（1946年創設）です。これまで特殊な物理・化学環境に対する生体の適応とその破綻の仕組みを解明するために、航空・宇宙関連の「特殊環境医学」や「近未来環境医学」に関する研究を行ってきましたが、その到達点として基礎医学・疾患病態研究と次世代創薬技術の開発を目指す研究へとシフトしています。これに伴って、二つの研究部門（I. ストレス受容・応答、II. 生態適応・防御）に加えて「次世代創薬研究センター」と「産学協同研究センター」を立ち上げ、先進製薬企業との連携による次世代型創薬を目指し、アカデミアでは持ち得ない様々な創薬研究ファシリティーを利用できる環境を構築して様々な健康障害に対して有効な予防法・治療法を確立することを目標に実践的創薬開発を目指して研究を行っています。

令和元年度の研究活動内容及び成果

遺伝⼦にできたDNAの傷を効率よく修復する仕組みを解明

ヒトの体を構成している数十兆個の細胞では、遺伝情報が格納されているDNAから随時必要な情報をRNAに転写して取り出した後、これを蛋白質に翻訳することで生命活動の基礎になるさまざまな機能を実現しています。遺伝子が転写される領域 (転写領域)に生じたDNAの傷はRNA合成酵素の進行を妨害するため、これらを速やかに取り除くことは生体恒常性の維持に極めて重要です。しかし、転写領域でのDNAの修復がどのようなメカニズムで開始されるのかは長年不明でした。
本研究では、精密質量分析や細胞生物学的解析、新たに開発した、次世代シーケンサーを用いたRNA合成酵素とDNA損傷の局在解析等を行い、DNA修復の開始には2型RNA合成酵素 (RNAPII)を構成するRPB1蛋白質の1268番目のリジン残基 (Lys1268)のユビキチン化修飾が必須であることを明らかにしました。この1268番目のリジンをアルギニン (Arg)に置き換えることで、RNA合成酵素のユビキチン化修飾を阻害したモデルマウス (RPB1-Lys1268Arg)を開発したところ、コケイン症候群 (指定難病 192)に代表されるヒトの遺伝性早老症と類似した、神経症状 (運動神経の劣化)など老化に伴う諸症状が観察されることを確認しました。このモデルマウスは、転写に関する基礎研究のほか、老化に関連するさまざまなヒト疾患の病態解明や、治療薬の開発に有益なツールとなることが期待されます。（Nakazawa Y et al. Cell, 180: 1228-1244. e24, 2020）