| Project/Area Number |
23K18255
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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 51:Brain sciences and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
望月 秀樹 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90230044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
角田 渓太 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任助教(常勤) (20815500)
AGUIRRE・MARTINEZ CESAR 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任研究員(常勤) (20865597)
池中 建介 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70774058)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (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 2024: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | αシヌクレイン / 蛋白質凝集 / 機能的アミロイド |
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| Outline of Research at the Start |
我々は、特定の構造多型を持つアミロイド線維が作られる分子機序を明らかにする挑戦を続けてきた。本研究をきっかけとして、そのようなアミロイド線維ができる細胞内の環境変化を網羅的に観察していく事を根源的な目標としている。アミロイド線維としての生理活性や役割はほとんどこれまで解析されていない、全く未知の領域である。我々は、αSynがパーキンソン病に見られるロッド線維を作るのに必要不可欠な分子内結合を同定しており、その分子機序に根差した二つの変異体を主な武器に、特にリソソーム損傷時のαSyn応答に着目して研究を進める。これまでに類をみない独自の研究で、挑戦的萌芽研究としての意義があると確信する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はHANABIを用いて、パーキンソン病(PD)に関連するαシヌクレイン(αSyn)フィブリル構造の多型が生まれる要因について調べた。その中で、αSynがCaや脂質などの周辺環境を感知して、C末端とNAC領域が極性相互作用して部分的フォールディングすることが、ロッド型という特異的なアミロイド線維形成を促進する鍵であることを証明した。このC末NAC結合のダイナミクスを細胞内でモニターし、どのような環境変化を感知して、αSynアミロイド線維形成が起こるのか探索した。残念ながら、αSynのC末NAC結合のモニタリングを分子内FRET変異体を用いて解析したが、分子内結合によるFRET変化は観察することができなかった。その中で、実は我々が観察していた、C末とNAC結合というものが、NMR解析上の誤りであったことが判明したので、再度NMR解析を行っている。部分フォールディングは、C末の分子内で起こっていることを証明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初のC末NAC結合ではなかったものの、C末の分子内結合はしっかりと明らかにできた。これにより細胞内のIn vivoでの構造変換にも進んでいく。
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| Strategy for Future Research Activity |
蛋白質溶液においてαSynがカルシウムなどの周辺環境変化を感知して部分フォールディング状態を作る精緻な機構を見出した。この反応が引き金となってβシート構造の獲得、線維化という一連の自己集簇過程に入る。本研究では、今後も、このαSynの感知機能と自己集簇能がもつ生理的意義について解析を進める。特に、アミロイド線維の生理的機能の一例として、「リソソーム膜破綻に対するαSyn構造変化と自己集簇による防御機構」について明らかにする。本研究では、リソソーム膜破綻に伴うどのような環境変化をαSynが感知しているのか、実際に我々がin vitroで発見した構造変化が細胞内でも生理的に重要なのか、そして作られるアミロイド線維がロッド線維(PD関連線維)なのかを検証する。さらに、バリアとしての機能を終えたαSyn線維に対する細胞応答について、特にαSyn線維自体が受ける修飾変化の視点から探索していく。
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