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神経変性疾患の試験管内再現とその解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H04995
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 システムゲノム科学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

町田 幸大  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (20553093)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
キーワード再構成型タンパク質合成系 / 神経変性疾患 / 翻訳機構 / バイオテクノロジー / 生体分子 / 脳神経疾患
研究成果の概要

本研究では、精製したヒトの翻訳関連因子群で構築した再構成型タンパク質合成系を利用して、ヒトの神経変性疾患の原因となるpolyQタンパク質の新生から凝集まで、さらにCAGリピート配列からの開始コドン非依存的な翻訳反応を再現することに成功した。これはすなわち、神経変性疾患の原因となる一連の翻訳反応は、mRNA、リボソーム、翻訳開始因子、翻訳伸長因子、翻訳終結因子などの翻訳関連因子群が存在すれば起こり得ることを明らかにしたことと同義である。従って、本研究によって、神経変性疾患に関わる因子の特定や、疾患の分子機構を明らかにするための「試験管内疾患モデル」を樹立できたと言える。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、神経変性疾患の原因となるタンパク質凝集、具体的にはポリグルタミン病を引き起こすCAGリピート配列からの翻訳と翻訳産物の凝集をヒト因子由来の試験管内翻訳系で再現・解析するための技術基盤を確立した。リポソーム化を取り入れ細胞サイズの反応系場での解析も行えるようにした。本実験系はヒトの翻訳関連因子のみで再構築したものであり、試験管内でヒトの疾患に関連する遺伝子の一連の翻訳反応について新たな知見を得ることができるようになったため学術的意義が大きい。また、ヒト因子由来の実験系であるため、得られたデータを直接的に治療法開発へ応用できる可能性が高いという利点もあり、社会的な意義も大きい。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Distinct roles and actions of protein disulfide isomerase family enzymes in catalysis of nascent-chain disulfide bond formation2021

    • 著者名/発表者名
      Hirayama, C., Machida, K., Noi, K., Murakawa, T., Okumura, M., Ogura, T., Imataka, H., and Inaba, K.*
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 4 号: 4 ページ: 102296-102296

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102296

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] eIF4G-driven translation initiation of downstream ORFs in mammalian cells2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuta Risa、Machida Kodai、Sato Misaki、Hashimoto Satoshi、Toriumi Yasuhito、Nakajima Shizuka、Suto Daiki、Imataka Hiroaki、Inada Toshifumi
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 48 号: 18 ページ: 10441-10455

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa728

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HCV IRES captures an actively translating 80S ribosome2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama Takeshi、Machida Kodai、Iwasaki Wakana、Shigeta Tomoaki、Nishimoto Madoka、Takahashi Mari、Sakamoto Ayako、Yonemochi Mayumi、Harada Yoshie、Shigematsu Hideki、Shirouzu Mikako、Tadakuma Hisashi、Imataka Hiroaki、Ito Takuhiro
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1205-1214

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.04.022

    • 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
  • [雑誌論文] Dynamic interaction of poly(A)-binding protein with the ribosome2018

    • 著者名/発表者名
      Machida Kodai、Shigeta Tomoaki、Yamamoto Yuki、Ito Takuhiro、Svitkin Yuri、Sonenberg Nahum、Imataka Hiroaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 17435-17435

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35753-1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Palm-sized Ag ion emission gun operated at roomtemperature in non-vacuum atmosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Daiko, Kyohei Segawa, Kodai Machida, Hiroaki Imataka, Sawao Honda, and Yuji Iwamoto
    • 雑誌名

      Adv. Engneering Mater.

      巻: 20 号: 9 ページ: 1800198-1800198

    • DOI

      10.1002/adem.201800198

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Huntingtin polyglutamine-dependent protein aggregation in reconstituted cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Kodai Machida, Kuru Kanzawa, Tomoaki Shigeta, Yuki Yamamoto, Kanta Tsumoto, and Hiroaki Imataka
    • 雑誌名

      ACS synthetic Biology

      巻: 7 号: 2 ページ: 377-383

    • DOI

      10.1021/acssynbio.7b00372

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale aggregation analysis of eukaryotic proteins reveals an involvement of intrinsically disordered regions in protein folding.2018

    • 著者名/発表者名
      Uemura E, Niwa T, Minami S, Takemoto K, Fukuchi S, Machida K, Imataka H, Ueda T, Ota M, Taguchi H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 8 号: 1 ページ: 678-678

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18977-5

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] H+ emission under room temperature and non-vacuum atmosphere from a sol?gel-derived nanoporous emitter2017

    • 著者名/発表者名
      Daiko Yusuke、Mizutani Satoshi、Machida Kodai、Imataka Hiroaki、Honda Sawao、Iwamoto Yuji
    • 雑誌名

      Journal of Sol-Gel Science and Technology

      巻: 83 号: 2 ページ: 252-258

    • DOI

      10.1007/s10971-017-4430-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 試験管内翻訳系:合成生物学および創薬への応用2020

    • 著者名/発表者名
      今高寛晃、町田幸大
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト由来無細胞系を用いたアクチン新生鎖のフォールディング解析2020

    • 著者名/発表者名
      白子太紀、町田幸大、今高寛晃
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 無細胞タンパク質翻訳系を用いたRAN翻訳の解析2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木智明、小黒明広、町田幸大、今高寛晃
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] In vitro actin biogenesis using a human reconstituted translation/folding coupled system2020

    • 著者名/発表者名
      宮脇翔馬、町田幸大、今高寛晃
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 翻訳開始因子eIF4BおよびeIF4HによるIRES依存的翻訳開始機構の制御2020

    • 著者名/発表者名
      友廣 拓生、深尾 亜喜良、町田 幸大、船上 仁範、今高 寛晃、藤原 俊伸
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アクチン生合成の試験管内再現2019

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、白子太紀、井寄真仁、今高寛晃
    • 学会等名
      第19回 日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 試験管内アクチン生合成2019

    • 著者名/発表者名
      町田 幸大, 神澤 空流, 白子 太紀, 宮脇 翔馬, 今高 寛晃
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー:化学によるタンパク質修飾の機能解析を目指して
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 再構成型タンパク質合成・フォールディング共役システムを利用したin vitroアクチン生合成2019

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、白子太紀、井寄真仁、今高寛晃
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 再構成型タンパク質合成・フォールディング共役システムを利用した in vitroアクチン生合成2019

    • 著者名/発表者名
      町田 幸大, 宮脇 翔馬, 白子 太紀, 今高 寛晃
    • 学会等名
      第14回 無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アクチン遺伝病の試験管内解析2019

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、白子太紀、今高寛晃
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アクチン生合成の試験管内再現2019

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、井寄真仁、白子太紀、今高寛晃
    • 学会等名
      第4回 デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン遺伝病の試験管内解析2018

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、白子太紀、今高寛晃
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン遺伝病の試験管内解析2018

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、白子太紀、今高寛晃
    • 学会等名
      第13回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン遺伝病の試験管内解析2018

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、白子太紀、今高寛晃
    • 学会等名
      細胞を創る研究会 11.0
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン遺伝病の試験管内解析2018

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、白子太紀、今高寛晃
    • 学会等名
      第91回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In vitro analysis of actin fibrillization associated with developmental disorders2018

    • 著者名/発表者名
      Kodai Machida, Kuru Kanzawa, Taiki Hakushi, Hiroaki Imataka
    • 学会等名
      International symposium on proteins; from the cradle to the grave
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 再構成型細胞様GUVを利用したポリグルタミンタンパク質の凝集と凝集抑制の解析2017

    • 著者名/発表者名
      町田 幸大, 神澤空流, 山本悠貴, 井寄真仁, 岡留壮志, 今高 寛晃
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 再構成型ヒト細胞を利用したハンチンチン凝集解析システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      町田 幸大, 神澤空流, 山本悠貴, 井寄真仁, 今高 寛晃
    • 学会等名
      第12回無細胞生命科学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 再構成型人工細胞を利用したポリグルタミンタンパク質凝集の解析2017

    • 著者名/発表者名
      町田幸大
    • 学会等名
      「新生鎖の生物学」平成29年度第1回班会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 人工細胞を用いた神経変性疾患の解析2017

    • 著者名/発表者名
      町田幸大、神澤空流、山本悠貴、井寄真仁、岡留壮志、今高寛晃
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会 10.0
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] PolyQ aggregation in GUV2017

    • 著者名/発表者名
      町田 幸大, 神澤空流, 今高 寛晃
    • 学会等名
      「新生鎖の生物学」第4回 若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Polyglutamine-dependent protein aggregation in artificial cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kodai Machida, Kuru Kanzawa, Yuki Yamamoto, Hiroaki Imataka
    • 学会等名
      International Symposium on Protein Quality Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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