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タンパク質恒常性による運動機能および寿命制御機構の解明(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0156
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 細胞生物学
研究機関北海道大学

研究代表者

北村 朗  北海道大学, 先端生命科学研究院, 講師 (10580152)

研究期間 (年度) 2017 – 2019
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワードタンパク質恒常性 / タンパク質凝集体 / 神経変性疾患 / 筋萎縮性側索硬化症 / 線虫 / TRAST分光法 / 蛍光寿命イメージング顕微鏡 / ALS / TDP-43 / RNA
研究成果の概要

細胞内タンパク質恒常性の破綻に伴い形成されるミスフォールドタンパク質の蓄積は,細胞内においてしばしば凝集体を形成する.本研究では,筋萎縮性側索硬化症 (ALS)の原因タンパク質であるTDP25を発現する線虫株を樹立し,その運動能および寿命解析を行い,実際の個体に対して与える影響を明らかにした.また,凝集性タンパク質と結合するRNAについて,生細胞内における構造を読みだす新規蛍光分光手法の確立と構造を読み出す系を確立した.さらに,凝集形成に関与すると考えられる細胞内高分子クラウディングの状態をGFPの蛍光寿命を用いて読み出す方法も確立できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

線虫は成虫で全長1ミリメートルほどの大きさの虫であるが,神経系・筋肉組織を有し,神経変性疾患のようなヒト疾患のモデル生物として広く用いられている.本研究では,筋萎縮性側索硬化症 (ALS)の原因と考えられる凝集性タンパク質を線虫で発現する系を確立し,その運動能と寿命が低下することを実証した.本成果は,ALSをはじめとする神経変性疾患の原因究明のために重要な基盤手法となり得る.また他に二件の国際共同研究体制を組織することができ,どちらも生細胞内の分子構造を読み出すだめの重要な手法を確立することができた.

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] ノースウェスタン大学(米国)2018

    • 年月日
      2018-08-24
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] スウェーデン王立工科大学(スウェーデン)2017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Session 2SHP report - decoding intracellular architecture using visualizing device development and mathematical modeling2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura A., Kabayama K.
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: x 号: 2 ページ: 1-2

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00641-4

    • NAID

      120007000859

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Intracellular Crowding Environments with Topology-Based DNA Quadruplex Sensors2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Shuntaro、Yamamoto Johtaro、Kitamura Akira、Kinjo Masataka、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 4 ページ: 2586-2590

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b04177

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Reading out G-quadruplex RNA structure using transient state (TRAST) of photochemical reaction of fluorophores2019

    • 著者名/発表者名
      北村朗
    • 学会等名
      第57回 日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Aggregation process of carboxyl terminal fragments of TDP-432019

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Kanami Moriya, Kazuho Takahashi, Rei Kawashima, Renee Brielman, Richard I. Morimoto, Masataka Kinjo
    • 学会等名
      Asian Pacific Prion Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光ゆらぎを利用した光化学反応速度定数の算出とRNA構造変化の解析2019

    • 著者名/発表者名
      北村朗, Johan Tormmalm,Jerker Widengren, 金城 政孝
    • 学会等名
      第10回・光塾
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Aggregation process of carboxyl terminal fragments of TDP-432019

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Kanami Moriya, Kazuho Takahashi, Rei Kawashima, Renee Brielman, Richard I. Morimoto, Masataka Kinjo
    • 学会等名
      QBP/OCS seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Elucidation for stress granule function using chromophore-assisted light inactivation (CALI)2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Haruka Kawaguchi, Tsumugi Kurosaki, Masataka Kinjo
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光相関分光法とその応用法を用いたALS関連細胞内凝集体形成機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      北村朗
    • 学会等名
      サントリー生命科学財団 生物有機科学研究所 生有研シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transient state (TRAST) monitoringを用いた生細胞内RNAフォールドの解析2019

    • 著者名/発表者名
      北村朗
    • 学会等名
      定量生物の会 北海道キャラバン2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2017-03-15   更新日: 2021-02-19  

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