| 研究領域 | 非ドメイン型バイオポリマーの生物学：生物の柔軟な機能獲得戦略 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05280
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
尾山 大明 東京大学, 医科学研究所, 准教授 (30422398)
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| 研究分担者 |
鈴木 健夫 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90533125)
秦 裕子 東京大学, 医科学研究所, シニアエキスパート(技術) (80401256)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2025年度)
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| 配分額 *注記 |
111,280千円 (直接経費: 85,600千円、間接経費: 25,680千円)
2025年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円)
2024年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2023年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円)
2022年度: 20,540千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 4,740千円)
2021年度: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円)
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| キーワード | 質量分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、全長にわたって天然変性領域から構成され一次配列への機能依存性が低い超天然変性タンパク質や、非翻訳領域と考えられていたRNA配列がコードする新規ORF由来のタンパク質など、従来の分子生物学上の概念の枠組みを超えた遺伝子産物の存在が次々と明らかになってきている。本研究課題では、これらの分子群が持つ機能の特徴を分子修飾による物性転換や相互作用動態の観点からシステムレベルで解析を行い、当該制御機構の分子基盤を解明する。
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| 研究実績の概要 |
近年、全長にわたって天然変性領域から成り、一次配列への機能依存性が低い超天然変性タンパク質や、非翻訳領域と考えられていたRNA配列がコードする新規ORF由来のタンパク質など、従来のタンパク質の概念の枠組みを超えた遺伝子産物の存在が次々と明らかになってきている。タンパク質の一部又は全体が特定の立体構造を持たない天然変性タンパク質の存在は以前から知られていたが、立体構造の検証が困難なことから長年、他の分子との相互作用に関する綿密な議論が進まない状況が続いていた。しかしながら、NMR等を用いた詳細な解析により、転写制御を担う主要分子群であるCREBやp53の天然変性領域が重要な機能的役割を果たすことが報告され、細胞内でのタンパク質-タンパク質相互作用、あるいはタンパク質-RNA相互作用における、特定の構造を取りにくい「非ドメイン型」配列を介した分子間相互作用研究の重要性が急速に高まっている。
本年度は、がんの治療抵抗性や予後の悪化に深く関わることが知られている細胞不均一性の制御を規定するタンパク質分子ネットワーク情報をシングルセルレベルで取得することを目的として、個々のがん細胞における刺激依存的なタンパク質群の変動を大規模に計測する超高深度質量分析プラットフォームを新たに構築し、非典型翻訳によってコードされる新規タンパク質群を含め6,000種類を超えるタンパク質に関する動態変化を検出・評価することに成功した。また、領域内外と広範に共同研究を進めてきたリン酸化・ユビキチン化修飾に関する精密動態解析についても当該研究成果を論文報告した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
シングルセルトランスクリプトーム解析に関しては次世代シーケンサーの進化に伴い急速に普及が進む一方で、シングルセルプロテオーム解析は検出感度面での技術的な限界から未だ発展途上の研究領域であるが、本研究において従来技術を大幅に上回るタンパク質群の検出に成功し、個々の細胞ごとのタンパク質分子ネットワークをシステムレベルで解析・評価することが可能になった。
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| 今後の研究の推進方策 |
当研究領域において計画班を中心に精力的に解析が進められているHeroタンパク質やクマムシ特異的タンパク質、非典型翻訳によってコードされるタンパク質に加え、公募班が研究対象としている様々な生物種由来の非ドメイン型バイオポリマーに関しても引き続きOrbitrap Eclipse Tribrid質量分析システムによる高精度分子修飾解析を推進すると共に、被修飾部位ごとの機能的役割についても精密な動態分析を併せて実施し、共同研究成果を広範に発信する。
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