2022 Fiscal Year Research-status Report
神経変性疾患の早期診断を指向した構造異常型タンパク質の極微量検出
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22K19389
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
古川 良明 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40415287)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生体分子の微量検出を可能とするファージの開発を進める計画であり、特に、各種疾患に見られる病因タンパク質の構造異常を検出することで、疾患の早期診断に展開したいと考えている。微量の使用方法を検出するためには、抗体を利用することが一般的ではあるが、ポリクローナル抗体では再現性に難があること、モノクローナル抗体の場合には、開発コストが高いという問題点がある。そのような問題点をクリアするために、ファージを利用した生体分子の超高感度検出法の開発に挑戦している。本年度は、一部の筋萎縮性側索硬化症（ALS）に見られる銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ（SOD1）の構造異常（ミスフォールディング）に着目し、極微量の構造異常型SOD1を検出する分子について、共同研究を通じて、ファージディスプレイ法による探索を行なった。通常、SOD1はホモ二量体を形成しているが、何らかの原因によって進行する単量体化が引き金となって、ミスフォールドすることが提案されている。現時点では、ファージディスプレイ法によって、SOD1単量体を特異的に認識する分子を探索することができ、特許申請や投稿論文の取りまとめを進めている。本研究の内容との関連で、多くの共同研究も進めることができ、５報の原著論文と１報の総説論文を報告し、３件の招待講演と８件の口頭発表を行うことができた。今後は、単量体以外にも、異常な構造を有したSOD1を特異的に認識する分子やファージの開発に取り組みたい。
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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
一部のALS患者において観察されるSOD1タンパク質のミスフォールディングを検出することを目的として、ミスフォールディングの引き金となると提案されている単量体化したSOD1を認識する分子の探索を進めた。共同研究を通じて、ファージディスプレイ法によって、単量体型SOD1を認識する分子を得ることができ、バイオレイヤー干渉法などを利用することで、認識特異性などのキャラクタリゼーションを進めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに非常に多くのSOD1変異がALSの発症原因であることが報告されている。変異に伴うSOD1のミスフォールディングは、必ずしも単量体化を通じて進行するわけではないとも考えられることから、変異型SOD1に特有の異常構造を認識するような分子やファージの単離に挑戦したい。
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| Causes of Carryover |
2022年度については、想定よりもスムーズに実験・研究が進んだため、以前より研究室にストックしていた消耗品の使用によって成果を得ることができた。しかし、2023年度に行う実験については、消耗品ストックもすくなくなっていることや、研究成果の発表旅費などもかかると考えている。
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