| Project/Area Number |
20J21732
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
西奈美 卓 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | タンパク質 / 添加剤 / 液-液相分離 / アミロイド / プリオン / 天然変性タンパク質 / プリオンタンパク質 / Sup35 / 溶媒効果 / 膜のないオルガネラ / ゲル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、プリオンやプリオン様タンパク質の生理学的役割および神経変性疾患の機構を明らかにし、その制御法を確立することを目指している。実験では、主に酵母プリオンSup35を用い、アミロイド化の中間状態として液-液相分離した液滴という状態を新たに仮定し、液滴形成の分子機構およびアミロイド化との関係性を詳しく調べる。さらに、細胞内の夾雑環境下を模倣した共溶質を用い、プリオンの液滴やアミロイドに与える影響を体系的に解析することで、共溶質を用いたプリオンの新たな制御法を確立する。これにより、細胞内に豊富に存在する共溶質の生理学的な役割についても、理解が深まることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
タンパク質の液-液相分離やアミロイドの形成は、生物学的な機能や疾患に関わるとされている。一方、そのメカニズムや制御法は確立されていない。本研究では、タンパク質の液滴やアミロイドおよび凝集の溶液状態の理解を深めるため、タンパク質の構造の安定化剤や凝集抑制剤としてこれまで開発されてきた添加剤が、液滴の安定性やアミロイドへの成熟に与える効果について、酵母プリオンタンパク質Sup35のN末端側の天然変性領域を対象に調べた。変性剤や塩、オスモライト、糖、ポリオール、アミノ酸、アミン化合物、ヘキサンジオール、高分子などの特徴の異なる添加剤を系統的に調べ、液滴やアミロイドの形成に影響するメカニズムを調査した。タンパク質の凝集抑制剤として知られる変性剤やカオトロープは、液滴に対しても抑制する効果を示すことが分かった。タンパク質の凝集を促進する糖やポリオールは、反対に液滴を抑制することが分かった。また、オスモライトの中には凝集と液滴を促進するものがあることが分かった。高分子電解質は、添加濃度に伴い液滴の形成を抑制・促進する効果が観察され、官能基の性質によって液滴からアミロイドの成熟を促進する効果と抑制する効果があることが分かった。一連の結果は、水溶液中でのタンパク質の集合体に関わる相互作用と、凝集と液滴の安定化機構の違いを示唆する結果であり、タンパク質以外の成分がタンパク質の溶液状態に与える影響について洞察を与えた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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