| 研究領域 | 時間タンパク質学：時を生み出すタンパク質特性 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05133
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
戸田 浩史 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (80862010)
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| 研究分担者 |
大出 晃士 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (40612122)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
2023年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2022年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2021年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | 睡眠 / 時間生物学 / 遺伝学 / 生化学 / シミュレーション / タンパク質 / 恒常性 / 行動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ショウジョウバエを用いたゲノム規模での行動学的スクリーニングから、新規の睡眠誘因遺伝子「nemuri」を同定することに成功した。興味深いことに、Nemuriは172アミノ酸からなる比較的小さなポリペプチドで、細胞内で凝集体構造を取ることが判明した。本研究では、Nemuriの高次構造体形成活性に着目し、凝集体構造に含有される因子を同定し、その機能を解析する。また、Nemuriペプチドの物性を制御・設計することにより、睡眠誘導活性（どのくらい深く・長く寝るのか）を操作することを目標とする。これにより、Nemuriをモデルポリペプチドとした時間タンパク質の備えるべき特性を生化学的に明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
1) Nemuriの細胞内・外での挙動の理解：NemuriはN末端に細胞外に分泌される分泌ペプチドを有する一方、C末端側にはRGGリピートを含む。RGGリピートは非常に高い信頼度で天然変性領域を構成すると予想される。分泌ペプチドを欠損させた遺伝子組み換え体の作出及び行動実験から、分泌ペプチドシグナルがNemuriの睡眠誘引能に重要であることが示明らかになった。また、C末端のRGGリピートも睡眠誘引能に重要であることが示された。このことから、分泌されたNemuriがどこに局在するのかを明らかにすることがNemuriの機能を明らかにする上で重要と考えられる。
2) Nemuri複合体の同定と機能を果たす神経細胞の同定：同定されたNemuri複合体の一部の因子がAlphafoldの予測プログラムによって複合体を形成することが判明した。そこで、複合体を形成するのに重要なアミノ酸配列を削ったNemuri変異体を作製し、睡眠誘引に変化が生じるかを行動学的に検証することが重要と考えられる。さらに、ハエの脳内において、Nemuriが直接あるいは間接的に下流で機能している神経細胞の候補を決定することに成功した。同定した神経群の一神経レベルでのRNA-seqをおこない、それぞれの神経細胞に特異的に発現するレセプターやペプチドを同定することで、それらがNemuriによる睡眠に重要かどうかを検証することが重要であると考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度から研究プロジェクトを立ち上げ概ね実際にデータを取得する基盤を確立した。本年度はデータ取得が順調に進んでおり、プロジェクトの進行もおおむね良好である。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も本年度と同様に確立した基盤をフルに活用し、プロジェクトの進展へ向けて分担者と共に研究を加速する。
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