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2012 Fiscal Year Research-status Report

酵母プリオン研究に立脚した非伝播性アミロイドのプリオン化

Research Project

Project/Area Number 24657070
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田口 英樹  東京工業大学, 生命理工学研究科, 教授 (40272710)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywordsプリオン / アミロイド / 出芽酵母
Research Abstract

狂牛病やクロイツフェルトヤコブ病などで知られるプリオンは自己増殖して伝播する異常型タンパク質コンフォーメーションである。そのようなタンパク質性の感染因子と定義されるプリオンの実体はアミロイドである。すなわちプリオンはアミロイドの一種と言える。ここで、アルツハイマー病など典型的なアミロイド病では一般に伝播性はないとされている。つまり、プリオンと一般的なアミロイドとで違う点は何かと言えば、感染性、言い換えれば増殖・伝播の度合いがプリオンでは高いことにある。そこで本研究では、出芽酵母を用いて、伝播しないアミロイドと伝播するアミロイド(プリオン)の差異の分子機構を調べるとともに、非伝播性アミロイドの「プリオン化」を実現することでプリオンの本質を理解することを目的とした。
これまでに、出芽酵母にて伝播する酵母プリオンタンパク質の一つSup35と伝播しないポリグルタミンにGFPを融合させた系をモデルとして、両者のちがいを追究している。その結果、Sup35では細胞内にできるアミロイド凝集が成長と分断を繰り返し、あるサイズを維持して親細胞から娘細胞への伝播が行われるのに対し、ポリグルタミンではアミロイド凝集が大きくなる方向に平衡が偏り、それによって娘細胞への伝播能が弱いことが判明した。
また、ポリグルタミンの隣接領域につなぐことで伝播能をもつペプチド10種類程度を取得した。プリオンを人為的に作ることによりプリオン伝播の分子機構の一端が解明できたと言える。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

伝播するアミロイドであるプリオンと伝播しないアミロイドであるポリグルタミンの細胞内での動態を生物物理的な手法で明らかにするとともに、さらにはポリグルタミンに付加することで伝播するようになるペプチドまで取得したので、当初の計画以上に進展したと考えた。

Strategy for Future Research Activity

ポリグルタミンに付加することで伝播するようになるペプチドがどのような分子機構で伝播しないアミロイドを伝播するようにしたのか解析する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究が未達成のため、未使用額も次年度の計画のために使用する。
出芽酵母の分子生物学的な解析に必要な培地、試薬など。
蛍光相関分光法に必要な試薬類。
プラスチック容器、ピペット、ガラス器具。

  • Research Products

    (11 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Flexibility of GroES mobile loop is required for efficient chaperonin function2012

    • Author(s)
      Nojima, T., Ikegami, T., Taguchi, H. and Yoshida, M.
    • Journal Title

      J. Mol. Biol.

      Volume: 422 Pages: 291-299

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism of methionine synthase overexpression in chaperonin-depleted Escherichia coli2012

    • Author(s)
      Fujiwara K, Taguchi, H.
    • Journal Title

      Microbiology

      Volume: 158 Pages: 917-924

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nano-scale alignment of proteins on a flexible DNA back-bone2012

    • Author(s)
      Nojima, T.*, Konno, H., Kodera, N., Seio, K., Taguchi, H. and Yoshida, M.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 7 Pages: e52534

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0052534.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Global Analysis of Chaperone Effects Using a Reconstituted Cell-Free Translation System2012

    • Author(s)
      Niwa, T., Kanamori T., Ueda, T.*, Taguchi, H.*
    • Journal Title

      Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      Volume: 109 Pages: 8937-8942

    • DOI

      10.1073/pnas.1201380109.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 酵母プリオンの恒常性維持機構2013

    • Author(s)
      田口英樹
    • Organizer
      第65回 日本細胞生物学会大会シンポジウム「プロテオスタシス:細胞内タンパク質の恒常性(オーガナイザー:田口英樹、稲葉謙次)」
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(名古屋)
    • Year and Date
      20130619-20130621
    • Invited
  • [Presentation] In vivo structure and dynamics of yeast prion protein2013

    • Author(s)
      Hideki Taguchi
    • Organizer
      SPIE 2013: Nano-Bio Sensing, Imaging & Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Jeju-do, Korea
    • Year and Date
      20130220-20130222
    • Invited
  • [Presentation] Global analyses of protein aggregation and chaperone effects2012

    • Author(s)
      Hideki Taguchi
    • Organizer
      SFB 3rd International symposium “Molecular Machines in Protein Folding and Protein Transport”
    • Place of Presentation
      Munich, Germany
    • Year and Date
      20120723-20130725
  • [Presentation] 大腸菌のシャペロニンGroELの細胞内での役割2012

    • Author(s)
      田口英樹
    • Organizer
      日本蛋白質科学会年会ワークショップ「ここまでわかったシャペロニン:作動機構と細胞内での役割」
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20120620-20120622
  • [Presentation] 蛋白質フォールディングの「理想」と「現実」:凝集形成とシャペロンの役割

    • Author(s)
      田口英樹
    • Organizer
      第13回 日本蛋白質科学会 公募型シンポジウム
    • Place of Presentation
      鳥取
    • Invited
  • [Book] 実験医学 302012

    • Author(s)
      田口 英樹
    • Total Pages
      3078-3079
    • Publisher
      「史上最長の実験は続くよ」
  • [Book] バイオサイエンスとインダストリー 702012

    • Author(s)
      丹羽達也、田口 英樹
    • Total Pages
      448-452
    • Publisher
      「網羅的な解析から見えてきたタンパク質凝集特性とシャペロンの役割」

URL: 

Published: 2014-07-24  

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