Regulatory mechanism of biological phase separation
| Project/Area Number |
20H03199
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43020:Structural biochemistry-related
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
Mori Eiichiro 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (70803659)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| 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 / 相分離生物学 / 天然変性タンパク質 / 中間径フィラメント / アミロイド線維 / 液-液相分離 / LLPS / 低複雑性配列 / cross-β polymer |
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| Outline of Research at the Start |
2010年代に入り、生物学的な相分離という「状態」から天然変性蛋白質の役割を説明する動きが出てきている。細胞内では、蛋白質の溶解性や凝集性を制御することで細胞内を区画化し、さまざまな生物学的な機能を制御しているという相分離生物学的なモデルが提唱されるようになってきた。また、生物学的相分離の破綻により、神経変性疾患やがん等の疾患を引き起こすことも徐々に明らかになってきた。本研究課題では、細胞内での蛋白質の状態を、構造・動態の解析技術を集約することで、生物学的相分離における蛋白質の制御機構を理解することを目指す。
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| 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].
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| 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。
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Report
(4 results)
Research Products
(45 results)
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[Journal Article] C9orf72-derived arginine-rich poly-dipeptides impede phase modifiers2021
Author(s)
Nanaura Hitoki、Aiba Yuichiro、Nakanishi Mari、Shiota Tomo、Hibino Masaki、Kikuchi Sotaro、Nagata Riko、Morikawa Naritaka、Iguchi Naohiko、Kiriyama Takao、Nagamori Shushi、Sugie Kazuma、Saio Tomohide、Yoshizawa Takuya、Mori Eiichiro et al.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Issue: 1
Pages: 5301-5301
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Brainstem organoids from human pluripotent stem cells2020
Author(s)
Nobuyuki Eura, Takeshi K. Matsui, Joachim Luginbuhl, Masaya Matsubayashi, Hitoki Nanaura, Tomo Shiota, Kaoru Kinugawa, Naohiko Iguchi, Takao Kiriyama, Canbin Zheng, Tsukasa Kouno, Yan Jun Lan, Pornparn Kongpracha, Pattama Wiriyasermkul, Yoshihiko M. Sakaguchi, Riko Nagata, Tomoya Komeda, Naritaka Morikawa, et al.
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Journal Title
Frontiers in Neuroscience
Volume: -
Pages: 00538-00538
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 過剰自己貪食を伴うX 連鎖性ミオパチー（XMEA）の全国実態調査 Clinical features of X-linked myopathy with excessive autophagy (XMEA) in Japan: A nationwide survey.2020
Author(s)
杉江 和馬, 小牧 宏文, 倉重 毅志, 大熊 彩, 江浦 信之, 塩田 智, 井口 直彦, 松井 健, 阿部 達哉, 形岡 博史, 森 英一朗, 埜中 征哉, 西野 一三.
Organizer
第61回日本神経学会学術大会
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