Regulatory mechanism of biological phase separation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03199
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: Mori Eiichiro 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (70803659)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉澤 拓也 立命館大学, 生命科学部, 講師 (50779056) ; 齋尾 智英 徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (80740802) ; 菊池 壮太郎 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (90866386)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: LCドメイン / cross-βポリマー / 生物学的相分離 / アミロイド様線維 / 相分離シャペロン / 相分離駆動 / 相分離制御 / 相分離破綻

Outline of Final Research Achievements

In this project, we aimed to understand the regulatory mechanism of biological phase separation. By using molecular chaperones to control phase separation (phase modifiers) and toxic phase disrupting peptides (phase disruptors) as model molecules, we investigated relations between regulation and disruption of biological phase separation. We proposed “disruption of phase modifiers model” [Nanaura et al. Nat Commun 2021] and cytoskeletons as potential molecular targets of phase disruption in pathogenesis [Shiota et al. Front Cell Dev Biol 2022]. Further, we analyzed detailed mechanisms of “disruption of phase modifiers” and related mechanisms in autophagy in pathogenesis [manuscript in preparation].

Free Research Field

生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題を通じて、相分離の制御機構の理解を深めることができ、ALSなどの相分離破綻が病因と考えられている疾患群の発症機序の解明につながった。研究課題進行中に明らかになった更なる詳細な機序の可能性や、オートファジーなどとの関連性など、今後さらなる研究の推進が期待される。こうした成果は、治療法の無い神経難病に対する病態理解を深め、将来的な治療薬開発へとつながることが期待される。