2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21K19246
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中川 真一 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (50324679)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
泊 幸秀 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (90447368)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 超天然変性タンパク質 / ゲノム編集 / 相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近になって、高等真核生物のゲノムには全長に渡って特定の構造をとらないと予測される超天然変性タンパク質が多数コードされていること、それらの中には、各種タンパク質を熱変性や乾燥などのストレスから保護したり、病原性凝集体の形成を強力に阻害したりする活性を持つものがあることが明らかとなってきた。本研究においては、これら超天然変性タンパク質の変異マウスを作製し、その表現型解析を行うことで生理機能を明らかにすることを目的としている。その結果、Hero11とHero45のノックアウトマウスが胎生致死となることが明らかとなった。また、近位ビオチンラベル法により、Hero11は核小体のタンパク質をクライアントとしていることが明らかとなった。そこで、それらのタンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するベクターを作製し、野生型マウスから得られたES細胞およびノックアウトマウスから得られたES細胞に導入して、その動態に変化が見られるかどうか検討した。その結果、通常の培養条件では大きな差は見られないものの、酸化ストレスを与えたときに、その動態が亢進、あるいは抑制されることがわかった。これらの結果は、Hero11は特定のクライアントタンパク質の細胞内相分離を促進してその動態を抑制する一方で、別のクライアントに対してはむしろ分子運動を促進する潤滑剤のような働きをしていることを示していた。また、Heroタンパク質以外の新たな天然変性タンパク質群のノックアウトマウスを作製したところ、少なくとも２つの遺伝子のノックアウトマウスが胎生致死となることが明らかとなった。これらの結果から、全長にわたって構造を取りにくい配列からなる「超」天然変性タンパク質が重要な生理機能をになっていることが明らかとなった。
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