2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new approaches for exploring the structural dynamics of the membrane-less organelle in cells
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19H03168
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
楯 真一 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 教授 (20216998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 恭大 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (40816344)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 液液相分離 / 天然変性タンパク質 / NMR / 共焦点顕微鏡 / 質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストレス顆粒を構成する主要タンパク質TIA-1と物理的に接触するタンパク質を細胞内光化学架橋により免疫沈降により獲得し，質量分析によりタンパク質を同定した．5種類の新たなタンパク質を獲得した．それぞれの遺伝子をもとに大腸菌による発現系を構築すると同時に，細胞への過渡的遺伝子導入による影響を調べた．
研究の過程で，取得したタンパク質の一つがウイルス感染に関与することを発見し，当該タンパク質のウイルス感染過程への関与を解析した．ウイルスコートタンパク質との物理的接触があることを確認し，コートタンパク質形成過程への関与の解析を進めた．
試験管内での液液相分離形成効率を，共焦点顕微鏡像から定量的に解析する技術を構築した．TIA-1を用いて解析を行い，TIA-1のN末端部にあるRNA結合ドメインの存在が液液相分離過程を明らかに促進することを見いだした．
さらにNMRを用いた解析により，RNA結合ドメインと液液相分離を担う天然変性領域（LCD: low complexity domain)が相互作用することを明らかにした．TIA-1のストレスグラニュールの形成過程では，RNA結合ドメインがLCD と相互作用することにより液液相分離を促進する機構があることを明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画どおり順調に進展しているが，新たに見つけたタンパク質がある種のウイルス（ウイルスの種類については現時点では明らかにできない）過程に関わる可能性を見いだし実際にウイルスのコートタンパク質と相互作用することを見いだしたことは，計画になかったが大きな研究展開の足がかりとなった．
今後は，ウイルスの複製制御過程への天然変性領域の関与についてもNMR・共焦点顕微鏡観測など，試験管内実験と細胞内実験を併用することで深めてゆきたい．
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| Strategy for Future Research Activity |
計画どおり，新たに同定した5種類のタンパク質の液液相分離特性，細胞内におけるストレス顆粒形成における役割などの機能解析を進める．
新たに見いだしたウイルス複製過程への関与が確認されたタンパク質については，複製過程への関与の機構を試験管内実験および細胞内実験の双方からの研究を重点的に進める．液液相分離のウイルス複製への関与を明らかにする．
NMRによる相互作用解析による液液相分離形成に関わる領域の特定とアミノ酸配列の相関解析を計画通り進める．
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Research Products
(8 results)
