2011年08月01日

アルツハイマー病のBraakの病理的ステージ

Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes.
Braak H, Braak E.
Acta Neuropathol. 1991;82(4):239-59. Review.
アルツハイマー病の進展stagingの神経原繊維変化(NFT)を
使った病理学的診断。
NFTはtau tanglesである。
stage 1
tau tanglesの部位がtransitional entorhinal region
移行臭内野;海馬と皮質の記憶のリレー部位である。
50代の30%、60代の50%
stage 2
海馬のtauもaggregateは始まるが、tanglesは形成しない。
65歳以上の60%。
stage 3
海馬でもtanglesが始まり、neo-cortexでaggregateが始まる。
80才の45%。stage 3でも、dementiaは10%。
stage 4
海馬の神経細胞死。
70%はdementia.
stage 5
広範囲の細胞死。
80%はfrom moderate to severe dementia
stage 6
stage 5 の高度なもの。もはや自己管理できない。

entorhinal,limbic,neocorticalという表現も使っている。
limbic stageは海馬の時期か?
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2011年07月14日

ALK陽性の肺癌、MGHカンファ

ALK陽性の肺腺癌、MGHカンファ
タバコを吸わない31才の男が嚥下障害。
食道バリウム造影で下部に外部よりの圧迫。
内視鏡で粘膜は正常。エコーで粘膜下にマス。
生検、病理でsignet ring のあるadenocarcinoma.
組織化学でcytokeratin7とthyroid transription
factor1が陽性で、消化器マーカーのCK20(CDX2)が
陰性なので、primary lung adenocarcinomaに
なるそうだ。
肺腺癌の遺伝子異常には、多いほうから
KRAS,EGFR,PIK3CA,ALK,HER2,BRAF,AKT,NRAS,MET,ROS
などがあるそうで、multiplex mutation screening assayの
SNaPshot Multiplex Systemという機械にかけたが、
遺伝子異常はでなかった。
次に、fluorescence in situ hybridization(FISH)を
やったら、ALK-rearrengementsが検出された。
ALKは1994年にMorris等によりリンパ腫で発見された
チロジンカイネースの一種で、第2染色体の逆位で
カイネースが活性化する。自治医大の曽田、間野により
肺癌との関係が発見され、後にneuroblastomaとの関係も
指摘された。erlotinibはEGFR tyrosine kinaseに有効で
ALKには経口でcrizotinibという、small-molecule
inhibitors targetting ALKの薬が開発されているそうで
投与されて、改善したそうだ。
SRLで22年4月からEML4−ALKキメラmRNA定性
がやられている。
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2011年05月17日

遺伝子とは?

1941年にビードルとテータムは
「one gene-one enzyme hypothesis」を出した。
これはその後の検討で
「one gene-one polypeptide」と訂正されたが
現在ではsplicingを説明できなく、geneの定義は混乱している。

遺伝学の方面では一つのpolypeptideの情報として「cistron」という
言葉が使われている。
open reading frameと同じような意味である。
代謝経路の多くの酵素の情報はそれぞれバラバラの位置にある。
開始コードとストップコードの範囲である。
以上は真核細胞の話であるが、
細菌などの原核細胞では代謝経路が一つにまとめられ
polycistronicになっている。operonと呼ぶこともある。
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2011年05月15日

「ワトソンの遺伝子の分子生物学」

選択的スプライシング、「ワトソンの遺伝子の分子生物学」
こちらは5つに分類
1,通常
2,エクソンの飛び越し
3,エクソンの延長
4,イントロンの残留
5、エクソンの選択

スプライシングを調節するのは蛋白の結合したnuclear RNA
;heterogeneus-nuclear protein;hnRNP
これらがESE,ISE,ESS,ISSを調節する。
intron,exon,splicing enhancer,splicing silencer
この本は素晴らしい。
trans-splicingは普通には無いそうで、wikipediaは
説明が良くないようで、元々ので良かった。
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選択的スプライシング、川喜田正夫

alternative splicing 選択的スプライシング
朝倉書店、基礎分子生物学2、遺伝子 川喜田正夫著
a,2種類のプロモーターがある場合、
 exonAから始まったりexonBからはじまったりする。
 αアミラーゼ遺伝子には2種類のプロモーターがあり
 唾液腺と膵臓ではプロモーターが異なる。
b,2種類の切断;ポリ(A)付加部位がある場合
 免疫グロブリンH鎖ではC末端の疎水性、親水性の切替が
 起こるのだそうだ。IgAの分泌型の話なのか解らない。
 非分泌型骨髄腫というのもあるが。
c、エクソンスキップ型
  途中のエクソンを抜かす。
d,イントロン保存型
  イントロンが残る。
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2011年05月13日

DYRK,ダウン症候群、アルツハイマー

1、
minibrain:
a new protein kinase family involved in postembryonic neurogenesis
in Drosophila.
Tejedor F, et al
Neuron. 1995 Feb;14(2):287-301.
スペインのカヤール神経研究所でDYRK1aというautophosphrylation
を起こすキナーゼを発見しこれが欠損するとショウジョウバエが
minibrainになるという。
DYRK1a;tyrosine-Y-phophorylation regulated kinase 1A
2,
Cloning of a human homolog of the Drosophila minibrain/rat Dyrk gene
from "the Down syndrome critical region" of chromosome 21.
Shindoh N, Kudoh J, Maeda H, Yamaki A, Minoshima S, Shimizu Y, Shimizu N.
Biochem Biophys Res Commun. 1996 Aug 5;225(1):92-9
慶応大学でDYRK1aは21番染色体のダウン症候群の位置に相当すると
発見した。
3,
Neurofibrillary tangles in patients with Down's syndrome:
a light and electron microscopic study.
Schochet SS Jr, Lampert PW, McCormick WF.
Acta Neuropathol. 1973;23(4):342-6
ダウン症候群でNeurofibrillary tanglesがあることが
知られていた。
4,
Increased dosage of Dyrk1A alters alternative splicing factor
(ASF)-regulated alternative splicing of tau in Down syndrome.
Shi J, Iqbal et al
J Biol Chem. 2008 Oct 17;283(42):28660-9.
ダウンでタウのASFが上昇していた。
5,
The DYRK1A gene, encoded in chromosome 21 Down syndrome critical region,
bridges between beta-amyloid production and tau phosphorylation in Alzheimer disease.
Kimura R, Takeda M. et al
Hum Mol Genet. 2007 Jan 1;16(1):15-23.
阪大のデータではアルツハイマーでDYRK1Aの活性が高かった。
6.
DYRK1A genetic variants are not linked to Alzheimer's disease in a Spanish case-control cohort.
Vázquez-Higuera JL, et al
BMC Med Genet. 2009 Dec 8;10:129.
スペインのアルツハイマーでは高くなかった。

次の国の発表が注目されている。
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前回の訂正??

前回書いたtransとsisの話は問題がありそうだ。
だが、私は充分理解できていない。
exon,intronの組み合わせからいろいろなisoformを作り出す
alternative splicingというものの調節における、transと
sisの関係の理解。wikipediaの「alternative splicing」
が解れば解決らしい。
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2011年05月12日

CisとTransのsplicing

認知症などの神経疾患へのアプローチとして、神経系において
microtubuleの成長段階の時期的、分布の空間的進展にその
splicingが重要で、その調節の仕組みを調べて行きたい。

splicingにcis-acting splicingとtrans-acting splicingが
あるそうだ。定義するのが難しい。
cisというのは、普通のsplicingのことで、一連のexon,intronの
系でのsplicingのこと。
transというのは、他の染色体や他の遺伝子のexonと結合しあう場合
とか書いてある。ここで遺伝子という言葉が解らなくなる。
遺伝子のセットというものは、同一のプロモーターに導かれた
一連のgenes? open reading frameのことか?
一組のpre-mRNAのセット。CapとポリAのしっぽの付いた。
transの中にはポリAの中のexonと繋がったりするものもあるようだ。
transは線虫やトレパノソーマの表皮だったり酵母の
mitochondrial DNAで、高等生物では見つかってないようだ。
トレパノソーマはアフリカの牛に感染し衰弱させる。その
ワクチンが出来るとアフリカ人の栄養が改善されるので、
WHOがナイロビに研究所をつくり日本人が派遣されてその
方が表面抗原が変化が激しくてワクチンに苦労するとの
お話しだったが、このことだったらしい
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2011年04月28日

三毛猫とncRNA

1,
Nature. 1961 Apr 22;190:372-3.
Gene action in the X-chromosome of the mouse .
LYON MF.
2,
三毛猫の科学←面白い

1961年にMary Lyonさんというイギリスの女性遺伝学者が
女性の染色体XXの一方は不活化されていることを発見した。
2は三毛猫の科学というサイトでどうして三毛猫はメス
ばかりなのかという巧みな解説がある。
不活化されるほうの染色体からの転写産物のXist
X-inactive specific geneがその染色体表面を覆い
不活化する仕組みを調べて、non-coding RNAの実例を
理解したい。
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2011年04月25日

lincRNAsと癌転移

1,
Functional demarcation of active and silent chromatin domains
in human HOX loci by noncoding RNAs.
Rinn JL, Chang HY et al
Cell. 2007 Jun 29;129(7):1311-23.
2,
Long non-coding RNA HOTAIR reprograms chromatin state
to promote cancer metastasis.
Gupta RA, Chang HY et al
Nature. 2010 Apr 15;464(7291):1071-6.
3,
Long noncoding RNA as modular scaffold of histone modification complexes.
Tsai MC, Chang HY et al
Science. 2010 Aug 6;329(5992):689-93
non coding RNAの重要evidenceがあった。
Changさんはノーベル賞でしょうか?
略号lincRNAsの元が
large intervening noncoding RNAsだったり
long intergenic noncoding RNAsだったりするのはどうでも
よいが、junk RNAがホメオボックスを調節し癌の転移に関係する
のは大変なことで、NIHはnatureもscienceもfreeでdownload
出来るようにしたようです。
ncRNA(noncoding)からホメオボックスがいじれれば
形態的な大進化の説明になりますね。
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non-coding RNAs;改訂

Non-coding RNAs: the architects of eukaryotic complexity.
Mattick JS.
EMBO Rep. 2001 Nov;2(11):986-91.
再集合したexon全体から翻訳された蛋白合計を
proteosomeと言う。
遺伝子配列の自動解析が進んでみたら、種の違いが
あってもproteosomeの量にあまり違いがなかった。
細菌(ほとんどintoronが無い)も人の半分くらいだった。
進化とはなんだ?
そこでintoronが機能を持つ存在でないかと注目された。
Mattickはその論の中心者だが、2001年では、(現在でも)
evidenceは少ない。
追記;現在はありのようです。
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2011年04月22日

K蛋白

 hnRNP K: one protein multiple processes.
Bomsztyk K, Denisenko O, Ostrowski J.
Bioessays. 2004 Jun;26(6):629-38. Review.
heterogeneous nuclear ribonucleoprotein(hnRNP)とは
なんであるかについてはよい定義記載はない。
文献は沢山あるのにwikipediaも誰もまとめもに書けない。
けれどもそのうちノーベル賞でも出そうな注目すべき
領域だとはわかる。
総論よりも各論から入ったほうがよさそう。
それでK protein K蛋白。
核酸が結びつくdocking platform のcascades.
インスリン受容体でやったSrc homologyのSH2,SH3の
話とよく似ている。このカスケードが系統発生で
進化していく段階で色々な機能を取り込み、
タイトルにあるmultiple processesとなったようだ。
Intoron and other non-coding RNAs play a
regulartory role in gene expression.
とあるからそういうような事を勉強したい。
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2011年04月19日

SR 蛋白

1,
A conserved family of nuclear phosphoproteins
localized to sites of polymerase II transcription.
Roth MB, Zahler AM, Stolk JA.
J Cell Biol. 1991 Nov;115(3):587-96.
2,
SR proteins: a conserved family of pre-mRNA splicing factors.
Zahler AM, Lane WS, Stolk JA, Roth MB.
Genes Dev. 1992 May;6(5):837-47.
1980年代末にはsplicingにsnRNP蛋白以外の何かが必要
ということはSteitzなどは解っていた。
切断部位近くに電顕などで微細な蛋白のような斑点が見えた。
その部分に対する抗体を作ってその反応する抗原部位エピトープ
を調べた。その開始コドンから終始コドン351、その前後の
ナンセンス部分、最後のポリA部分。
その203から303に注目すると40%がserine,30%が
arginineであった。202から見ると
ser-arg-ser-ser-ser-ser-arg-ser-argのようになっている。
1文字表記ではserはS,argはRと書かれるので
SR蛋白と名付けられた。
SR(ser/arg)rich proteinと書かれる。
RはrichのRではない。
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2011年04月14日

Joan A. Steitz

Thomas Steitzは2009年リボソームの電顕による
超微細構造の研究でノーベル賞をもらった。
Joan A.Steitsはその奥さんであるが、彼女もすごい。
1941年の生まれだが、1969年に核酸の読み込み
開始部分の論文をNatureに発表し、その後pre-mRNAから
splicingの研究でintronが'junk DNA'でなく、重要な
機能をもった存在であることを実証したらしい。
研究者の名前を知ったからといって内容が解る訳では
ないが、ニュートン、アインシュタインを知らないで
物理が解る人はいない。
更に私が驚いたのは、ご夫婦のお子さんが野球の
大リーグで3年活躍してからlaw schoolに進学、活躍
されているそうだ。
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2011年04月10日

U1,U2,snRNP

spliceosomeは雲のようにイントロンを覆って
その中でsplicingが進行する。
その構成成分はU1,U2,U3、U4,U5,U6と
名付けられたsmall nucear ribonucleoproteinで
small nuclear RNAに蛋白が付いたものである。
ウリジン酸が多いので
uridylic acid-rich small nuclear RNAで
その表面の抗原決定基に対する抗体がSLEなどで
出てくる、抗Sm抗体や抗RNP抗体だそうだが
そちらについては解らない。splicingに戻る。
これ等のsnRNPの仕事はsplicingする部位を認識する
ことである。
U1とU2はひも状に繋がっている。
U1は5’切断部位を認識、U2はbranch部位を認識。
branch部位が決まるとその下流の3’切断部位も決まる。
U5は切断部位の両側にexonがあることを確認する。
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2011年04月06日

コンセンサス ルール(改)

Nucleic Acids Res. 1982 Jan 22;10(2):459-72.
A catalogue of splice junction sequences.
Mount SM.

Nucleic Acids Res. 1982 Jan 22;10(2):459-72.
A catalogue of splice junction sequences.
Mount SM.
総ての切り離されるイントロンの5’側はGTで始まり、
3’側はAGで終わる。
これをconsensus ruleと言う。GTやAGの部位は
沢山あるからこれだけで決まるわけではない。

DNA の塩基ではアデニン(A)・チミン(T)・グアニン(G)・ シトシン(C)の4種類。
RNA はチミン(T)の代わりにウラシル(U)
プリン塩基 (A, G) とピリミジン塩基 (C, T, U)
(5'exon,AG)GURAGU------(branch point,YNYURAY)-(polyY)---YAG(G,3'exon)
イントロンはDNAで言えば、GTで始まるが、pre-mRNAだからGUで始まる
と言うほうがよかった。
splicingの切り方はリボザイムでやった投げ縄lariatと同じ。
Rと言うのはR=プリン、Y=ピリミジン。
AGとGUの間で切られたイントロンは投げ縄状にブランチと呼ばれる
部分に引っかかる。これが連動してAG-G部分が切られる。
branchは、縛り首にする時に投げ縄を上方の枝に投げてつるすイメージ。
専門家は一文字表記を使うから更に解りにくい。
分子生物学の教科書はスプライシングの説明が50ページにわたり
細かすぎて混乱の極。
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2011年04月04日

タウと遺伝の1

Genetic evidence for the involvement of tau
in progressive supranuclear palsy.
Conrad C, Andreadis A, Trojanowski JQ, Saitoh T.
Ann Neurol. 1997 Feb;41(2):277-81.

遺伝のおさらい。
ABO血液型で考える。AとA’があるなどという硬い
ことは言わない。
減数分裂して、22X,22Yなどと別れるとき、
A,B,Oのどれかになる。この状態はalleleとも言うし、
(german;allel=shortだそうでこれなんだろうが、
greekのallelon=of each otherのほうが面白い)
haplotypeとも言う。haploと言うのはsingleという意味。
これが合体して、AA,AB,AO,BB,BO,OO
などになる。これがgenotype。
この時優性、劣性があると、表現型、phenotypeと言う。
タウのexon 9とexon 10 の間のintronにTG繰り返し
配列の多い部分がある。
11個のものをA0(エーゼロ)12個A1,13個A2,
14個をA3,15個をA4と名付ける。
PSS,progressive supranuclear palsyの患者の染色体を
調べたら、21/22(95.5%)がA0/AOタイプ
だった。そうだ。
exonのsplicingを調節している機構がintronにあり、
その機能が注目されているらしい。
つまりsplicingの最新知識がないと解らない問題らしい
のでsplicing をやりたい。
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2011年03月29日

タウの構造の6

Missense and silent tau gene mutations cause
frontotemporal dementia with parkinsonism-chromosome 17 type,
by affecting multiple alternative RNA splicing regulatory elements.
D'Souza I, Poorkaj P, Hong M, Nochlin D, Lee VM, Bird TD, Schellenberg GD.
Proc Natl Acad Sci U S A. 1999 May 11;96(10):5598-603.
FTDにパーキンソンを合併する稀な疾患で、タウとの関連が
疑われていた。
たった5ページの文献で色々なことを証明したすごい文献で
あると共に、データからの理論展開がすごい。らしい。
タウ遺伝子のexon10とそれに続くintoron10の境界部に種々の
変異をつくり、タウexonを作らせたり、microtubuleとの結合能
を調べたりしている。
エクソン内部、イントロンの変異がrepeatの数を増やしたり
低下させたり、結合力を低下させたりしている。
splicingのenhancer,silencerとして、
cis-acting regulater elementとして働いている。
これ等の研究手法、アイデアはHIVウイルスの研究の
応用で、レトロウイルスの方のブログがこの部分で
落ちこぼれた話題に戻ってしまった。
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2011年03月27日

タウの構造の5

Tau gene alternative splicing:
expression patterns, regulation and modulation of function
in normal brain and neurodegenerative diseases.
Andreadis A.
Biochim Biophys Acta. 2005 Jan 3;1739(2-3):91-103. Review.
素晴らしい論文だとは解るが、理解が不充分で残念。
今まで書いて来たことに訂正の必要が多そう。
*constitutiveとalternativeなsplicing
ホルモンで、プロホルモンからsplicingでホルモンが
出来るように、pro(mRNA)からの産物は常に決まって
いるものがconstitutive。
タウのように、出来上がるisoformが色々なものが
alternative。
splicingのやり方は後日書きたい。
*取捨選択されるexonが5つある6組という。
Shortest fetal CNS(2-3-6-10-)
Longest fetal CNS(2+3+6-10+)
Longest possible 6+(2+3+6+10+)
Longest possible 6d(2+3+6d)
Longest PNS(2+3+4A+6-10+)
Longest muscle(2+3+4A+6+10+)
*exon2とexon3はこの場合常に一緒に動く。
2,3は矢張りprojection domainで膜と関係する。
*exon10の有無が3リピート4リピートを決めるのは
元の通りである。10の欠損は種々の病気に結びつく。
機能がもっとも良く研究されている。
Exon 10 is conserved.というのは系統発生で保存されて
いる。つまり生命活動に重要である。という意味らしい。
10の中にはenhancerやsilencerというsplicingに重要な
機能があるらしい。
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2011年03月24日

タウの構造の4

Identification of tau protein regions required for process formation in PC12 cells.
Léger JG, Brandt R, Lee G.
J Cell Sci. 1994 Dec;107 ( Pt 12):3403-12.
この論文と関係あるような、無いような話。
タウには14ケのexonがある。
N端の2番、3番はprojection domainと言われる。
9番から12番はmicrotuble-binding repeatsに関係した
domain。ブログの日時により少し数などの説明が異なる
のは、年月の経過で学説の変化、学問の進歩。
タウに3リピートと4リピートがあるのは、10番exonを
splicingでskip飛ばしがあるかどうか。二通りになる。
今のは、リピートの話で、isoformの6通りは、それに
2番、3番のskipが加わる。
2N4R,2N3R,1N4R,1N3R,0N4R,0N3Rと言うようなisoformの
記述が見られる。4R,3Rとは10exonがあるかどうか。
1N,2NというのはN端の2番と3番の一方しかなく、
0Nゼロエヌとは両方無い場合。これで6通りだが、2番が
ない場合と3番が無い場合は数は同じでも内容は違い
そうだが、その説明は見えない。
タウの構造2とskipのexon番号が違う。numberingが
変わったのか?

この論文に戻る。アルツハイマーなどの臨床はC端の
リピートなどのものが大部分。これはN端のはなし。
褐色細胞種の培養系のPC12は成長因子NGFを
作用させると、神経突起のようなprojectionを出す。
この時細胞膜にタウが染まると共に、長く延びた
突起の先端がcone-like structureを示し、まるで
神経細胞の成長する軸索のようになりその部分が
タウを強く発色させる。この場合のタウはN側部分が
必要である。そうだ。
posted by ヘフティー at 19:05| Comment(0) | 日記 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする

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