| Project/Area Number |
22K19284
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅井 祥加 東京工業大学, 国際先駆研究機構, 特任助教 (10905566)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | タンパク質 / 凝集 / 相分離 / アミロイド / 液滴 / 凝集体 / 添加剤 / 共溶質 / 生物学的相分離 / タンパク質凝集 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、タンパク質の凝集抑制剤や構造の安定化剤として開発されてきた共溶質が、プリオン様タンパク質の液滴やアミロイドの安定化に効果が見られるのかを調べる。共溶質として変性剤やオスモライト、カオトロープ、高分子、糖質など、特徴の異なるものを系統的に調べ、液滴や凝集体の形成に影響するメカニズムを明らかにする。液滴や凝集体の性質を顕微鏡や分光法で明らかにする。最終的に、アミロイドやアモルファル凝集体の形成が液滴を経由するのかを明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Proteins are characterised by their diverse states, including aggregation, phase separation, gelation and fibrilization. In particular, the change of state of proteins from droplets to aggregates has attracted much attention because it can lead to the elucidation of the causes of diseases. The aim of this study was to rationally control the phase separation and aggregation of proteins. Our results showed that they can be rationally understood by utilising phase diagrams. We also found that amyloid nucleation is slower in narrower spaces, that proteins folded into droplets become multiphase when they are incorporated, and that droplet size can be controlled by small molecule ATP.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、タンパク質の凝集と相分離の状態変化を、どうすれば合理的に理解し、制御できるのかというタンパク質に固有の難しい課題にチャレンジした。古典的な相図を用いることで、相分離した状態を安定に保つ条件と、凝集へと成熟する条件が見分けられることがわかった。このようなタンパク質の凝集と相分離のメカニズムの理解が深まれば、バイオ医薬品の安定化や、食品タンパク質の性質の制御など、タンパク質に関連する産業に広く役立つ情報を提供できる。
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