動的溶液科学の推進

• Project Area: Multi-scale understanding of Self-condensation mechanism driven by Dynamic solution environments
• Project/Area Number: 22H05087
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (III)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 関山 直孝 京都大学, 理学研究科, 助教 (50758810)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅瀬 謙治 京都大学, 農学研究科, 教授 (00300822) ; 吉田 紀生 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (10390650) ; 中村 秀樹 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (50435666) ; 山口 毅 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (80345917)
• Project Period (FY): 2022-05-20 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 液液相分離 / 非膜型オルガネラ / 天然変性タンパク質 / アミロイド線維 / 動的溶液環境 / 液-液相分離 / アミロイド線維化

Outline of Research at the Start

本研究領域は、化学的・物理的な状態が時空間的に変動する動的溶液環境に着目し、動的溶液環境が天然変性タンパク質の自己凝縮過程を制御する機構の解明を目指す。そのために、各計画研究で得られた結果や知見を統合し相互循環させることで力強く領域を推進する。加えて、領域内で得られた研究成果や研究手法を幅広い分野に向けて発信し、同時に他分野の知見も積極的に取り入れることで、本研究領域の発展を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、毎月1回程度の頻度で、最近取り組んでいる研究成果について共有し、意見交換を行うオンライン勉強会を開催した。テーマは、液液相分離やアミロイド線維化といった天然変性タンパク質の自己凝縮に関するもので、理論的な研究から、分子・細胞・個体といった様々なレベルの研究について議論した。発表時間は一人30分程度で、毎回2人ずつ発表を行った。
第23回日本蛋白質科学会年会でシンポジウムを企画した。2023年7月5日（水）- 7日（金）に開催された第23回日本蛋白質科学会年会に参加し、「動的溶液環境の視点から切り拓くタンパク質の自己凝縮過程の統合的理解」というタイトルでシンポジウムを行った。
2023年9月22（金）に、ボストン大学のJohn Straub教授と共同で研究会を行った。この共同研究会では、Synthetic biologyの最新技術や、タンパク質の自己凝縮メカニズムに関する最新の研究成果について議論した。参加者にはJohn Straub教授に加え、Qiang Cui教授やDavid Coker教授もおり、生物物理学や計算科学に基づいた新しいアプローチや視点が提案された。
第61回日本生物物理学会年会でシンポジウムを企画した。2023年11月14日（火）－ 16日（木）に開催された第61回日本生物物理学会年会に参加し、「動的溶液環境が駆動する生体内液液相分離とアミロイド線維化」というタイトルでシンポジウムを行った。
以上のように、当領域では、オンライン勉強会や学会発表、そして海外でのシンポジウム開催を通じて、研究成果を広く発信することができた。今後も引き続き、研究成果を積極的に発信し、研究の進展に努めていく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究領域では、自己凝縮過程を制御する溶液環境の要因を特定し、機構を解明するために理論化学や構造生物学、生化学、合成生物学の研究者が協力している。総括班は、各計画研究の成果や知見を統合し、領域を前進させていくことを目的としている。そのため、総括班はこれまでに、キックオフミーティングや、研究成果の共有と意見交換を目的としたオンライン勉強会や学会発表、海外での研究会の開催を行ってきた。これらの取り組みは、研究者同士の交流を促進し、新たな発見やアイデアを生み出す重要な場となっている。
特に、オンライン勉強会やシンポジウムでは、液液相分離やアミロイド線維化などの天然変性タンパク質の自己凝縮に関する研究が焦点となっている。これらの研究には多くの参加者が参加し、活発な議論が展開された。さらに、参加者からの質問や意見は本領域における今後の研究に大きく貢献しており、研究の進展に向けた示唆を得ることができた。
これらの活動を通じて、総括班は研究成果の共有と議論をリードし、領域全体の発展に貢献していると考えている。今後も引き続き、さまざまな形で幅広い分野の研究者との交流を通じて、知識の共有と研究の進歩に努めていきたい。

Strategy for Future Research Activity

次年度は本研究領域にとって最終年度となるため、成果をより効果的に発信し、研究の持続可能性を確保することを目的とする。そのために、研究成果の積極的な国内外への発表を行う。国内では学会やシンポジウムでの発表を通じて、同分野または関連分野の研究者との交流を深め、新たな連携や研究展開の可能性を模索する。また、海外では国際会議や論文誌への投稿を通じて、国際的な研究ネットワークの構築を目指す。既に、2024年9月に、タイ・チュラロンコン大学およびカセサート大学のグループとの研究交流や情報交換のためのワークショップの準備も進めている。
加えて、本領域外の研究者との共同研究も促進していく。本領域内で得られた知見や技術をもとに、異なる分野の研究者との情報共有やアイデア交換を活発化させ、新たな発見やアプローチを生み出す環境を整える。
これらの取り組みを通じて、次年度も研究の質と量の向上を図り、本研究領域のさらなる発展に貢献していく。

Research Products

• [Funded Workshop] Computational Biophysics and Chemistry Symposium (2023)