| Project/Area Number |
22K19288
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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 | Niigata University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | プロテオーム / タンパク質構造 / 構造プロテオミクス / 質量分析 / タンパク質動態 / プロテオミクス / タンパク質間相互作用 / 蛋白質構造状態 |
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| Outline of Research at the Start |
ほとんどのタンパク質は細胞が置かれた状況に応じて局在や構造状態が変化し、活性などの機能が影響される。しかしながら、その全体像を迅速かつ定量的に見る手段は存在しないため、未だ想像の域を出ない状況にある。本研究では膜透過性ビオチン化試薬を用いたin situビオチン化プロテオミクス(ISBP)を確立し、細胞内でのタンパク質存在状態を迅速かつ定量的にモニターする技術を確立する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we established in situ biotinylated proteomics (ISBP) using membrane-permeable biotinylated reagents as a new method to analyze changes in protein abundance (localization, structure, modifications, etc.) in cells. By combining a uniquely optimized purification method of highly purified biotinylated peptides with DIA-based mass spectrometry, the structural changes of proteins can be easily detected. Furthermore, protein complex analysis and turnover analysis have been developed to dynamically capture different modes of existence of the same protein. As an example of application, we have succeeded in comprehensive protein state changes in the cell cycle and hypoxic response.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、タンパク質が細胞内でとる多様な存在状態を網羅的かつ定量的に可視化する手法を実現した点で、プロテオミクスおよび細胞生物学分野における技術的ブレークスルーと位置づけられる。細胞周期進行や環境変化に伴ってダイナミックに変化するタンパク質群の振る舞いを一斉に解析可能としたことで、細胞機能の実体解明が大きく前進した。また、本研究は病態を模したさまざまな条件下でのタンパク質構造変化を解析可能であり、がんや代謝疾患、神経変性疾患に関わる異常タンパク質の早期同定や創薬ターゲットの探索にも応用が期待される。将来的には、個別化医療やバイオマーカー開発などへの波及効果も見込まれる。
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