プリオン現象の普遍性とその生理的意義

• 研究課題/領域番号: 17657035
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田口 英樹 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教授 (40272710)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: プリオン / タンパク質 / アミロイド / 凝集 / シャペロン / 出芽酵母 / フォールディング / GFP / 蛋白質 / Saccaromyces cerevisiae

研究概要

プリオンは蛋白質性の感染因子である。プリオンの概念は、羊のスクレイピーの感染機構を説明するための概念に端を発するが、酵母にもプリオン的な挙動をする蛋白質があり、プリオンの概念はかなり普遍的なものとなってきた。プリオンでは、もともと正常に機能する蛋白質が異常型に構造変換し、最終的にはアミロイド様の凝集体になる。このとき、活性を持った蛋白質はプリオン化することで不活性型に変化する。
プリオンの概念自体、病気が元になって成立してきたことが、実際には酵母プリオンではプリオン表現型は「病気」ではない。また、酵母プリオンは一種類ではなく、実証されただけでも4種類、候補となる蛋白質は何十種類も存在する。その共通項は一次配列内にグルタミン(Q)かアスパラギン(N)からなるストレッチが存在することである。別な言い方をすると、酵母プリオンはポリグルタミン(PolyQ)とも言える。そこで本研究では、酵母に存在するPolyQを含む蛋白質を網羅的に解析して、その凝集-可溶の性質などを系統的に調査し、プリオン現象の生理的意義を検証することを目的とする。
17年度はSup35に蛍光タンパク質(GFP)を融合させたタンパク質の細胞内での動態を詳しく調べたので、18年度は、出芽酵母においてこれまでに知られている他のプリオン蛋白質(RNQ1、New1など)にGFPを融合させたタンパク質の細胞内動態を調べた。RNQ1-GFPに関して詳細に調べた結果、RNQ1とSup35は似たような動態で細胞内に存在していることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Chaperone properties of mammalian mitochondrial translation factor Tu. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H., Ueda, T., Taguchi, H., Takeuchi, N.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 282 ページ: 4076-4084
• [雑誌論文] Dynamics of yeast prion aggregates in single living cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Noma, S., Ayano, S., Pack, C-G., Kinjo, M., Yoshida, M., Yasuda, K., Taguchi, H.
  • 雑誌名: Genes to Cells 11 ページ: 1085-1096
• [雑誌論文] Leu-309 plays a critical role in the encapsulation of substrate protein into the internal cavity of GroEL. (2006)
  • 著者名/発表者名: Koike-Takeshita, A, Shimamura, T., Yokoyama, K., Yoshida, M., Taguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 962-967
• [雑誌論文] Semibiological molecular machine with an implemented "AND" logic gate for regulation of protein folding (2006)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu, S., Kinbara, K., Taguchi, H., Ishii, N., Aida, T.
  • 雑誌名: Journal of American Chemical Society 128 ページ: 3764-3769
• [雑誌論文] Co-translational involvement of the chaperonin GroEL in the folding of newly translated polypeptides (2005)
  • 著者名/発表者名: Ying, B.-W.Taguchi, H., Kondo, M., Ueda, T.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 12035-12040
• [雑誌論文] Chaperonin GroEL Meets the Substrate Protein as a "Load" of the Rings (review) (2005)
  • 著者名/発表者名: Taguchi, H.
  • 雑誌名: Journal of Bichemistry 137 ページ: 543-549
• [図書] タンパク質の一生 集中マスター (2007)
  • 著者名/発表者名: 遠藤斗志也, 森和俊, 田口英樹
  • 総ページ数: 146
  • 出版者: 羊土社