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神経変性疾患に関連したタンパク質凝集形成を防ぐシャペロンRNAの実証

研究課題

研究課題/領域番号 18K06201
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
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) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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 / RNA / 分子シャペロン / ALS / TDP-43 / 蛍光相関分光法 / 線虫 / CD / FRAP / FCCS / RNA-タンパク質相互作用 / リコンビナントタンパク質 / タンパク質凝集 / 蛍光測定
研究成果の概要

神経細胞内のタンパク質凝集体は,筋萎縮性側索硬化症 (ALS) など神経変性疾患において高頻度に観察される.また種々の研究によりタンパク質凝集体は神経細胞死の原因になると考えられている.本研究では,ALSの原因である凝集性タンパク質とRNAが直接相互作用することを,単一分子感度を持つ相互作用解析技術である蛍光相互相関分光法 (FCCS)を用いて示した.さらに,そのRNAの細胞内発現により,凝集体形成が抑制されることを実証した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでタンパク質の凝集形成を抑制する細胞内在性因子として,分子シャペロンが知られていた.分子シャペロンはタンパク質の一群である.本研究は,RNAがタンパク質凝集を直接抑制する効果を新規に実証したものである.また,このようなRNAは将来的にALSなどの治療医薬品として開発対象になりうる.本研究はその応用につながる道筋を拓いたものである.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 2件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Tata Institute of Fundamental Research(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Northwestern University/Department of Molecular Biosciences/Prof. Richard Morimoto(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ALSにおけるTDP-43タンパク質凝集体形成と遺伝子治療2021

    • 著者名/発表者名
      北村朗
    • 雑誌名

      Bio Clinica

      巻: 36 ページ: 453-456

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of protein aggregation using fluorescence correlation spectroscopy.2021

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Akira, Fujimoto Ai, Kinjo Masakata
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 170 号: 170

    • DOI

      10.3791/62576

    • NAID

      120007097384

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the triplet-state kinetics of a photosensitizer for photoimmunotherapy by fluorescence correlation spectroscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Takakura Hideo、Goto Yuto、Kitamura Akira、Yoshihara Toshitada、Tobita Seiji、Kinjo Masataka、Ogawa Mikako
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 408 ページ: 113094-113094

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2020.113094

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular basis of functional exchangeability between ezrin and other actin-membrane associated proteins during cytokinesis2021

    • 著者名/発表者名
      Yang Guang、Hiruma Shota、Kitamura Akira、Kinjo Masataka、Mishra Mithilesh、Uehara Ryota
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 403 号: 2 ページ: 112600-112600

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2021.112600

    • 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] Spatial Image Correlation Spectroscopy (ICS): A Technique for Average Size Determination of Subcellular Accumulated Structures from Fluorescence Microscopic Images2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Akira、Kinjo Masakata
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 10 号: 10

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.3624

    • 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
  • [雑誌論文] ALSにおけるタンパク質凝集体と遺伝子治療2020

    • 著者名/発表者名
      北村朗
    • 雑誌名

      メディカル・サイエンス・ダイジェスト (MSD)

      巻: 46 ページ: 763-765

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Membrane Surface Modulates Slow Diffusion in Small Crowded Droplets2020

    • 著者名/発表者名
      Harusawa Kanae、Watanabe Chiho、Kobori Yuta、Tomita Kazuho、Kitamura Akira、Kinjo Masataka、Yanagisawa Miho
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 号: 1 ページ: 437-444

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c03086

    • 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
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The AAA+ ATPase/ubiquitin ligase mysterin stabilizes cytoplasmic lipid droplets2019

    • 著者名/発表者名
      Munechika Sugihara, Daisuke Morito, Shiori Ainuki, Yoshinobu Hirano, Kazutoyo Ogino, Akira Kitamura, Hiromi Hirata, Kazuhiro Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 218 号: 3 ページ: 949-960

    • DOI

      10.1083/jcb.201712120

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Encapsulation of biomacromolecules by soaking and co-crystallization into porous protein crystals of hemocyanin2019

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Hashimoto, Yuxin Ye, Asuka Matsuno, Yuki Ohnishi, Akira Kitamura, Masataka Kinjo, Satoshi Abe, Takafumi Uenod, Min Yao, Tomohisa Ogawa, Takashi Matsuia, Yoshikazu Tanaka
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 509 号: 2 ページ: 577-584

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.12.096

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 蛍光相関分光の発展と応用,その最新動向2019

    • 著者名/発表者名
      山本条太郎,北村朗,金城政孝
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007653211

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TDP-43 depletion: mechanism of neuronal cell death in ALS2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura
    • 雑誌名

      Future Neurology

      巻: 13 号: 3 ページ: 143-149

    • DOI

      10.2217/fnl-2018-0010

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the substrate recognition state of TDP-43 to single-stranded DNA using fluorescence correlation spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Ai Shibasaki, Kayo Takeda, Ryoji Suno, Masataka Kinjo
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Reports

      巻: 14 ページ: 58-63

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2018.03.009

    • NAID

      120006491827

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Determination of cytoplasmic optineurin foci sizes using image correlation spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Hiroki Shimizu, Masataka Kinjo
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 164 号: 3 ページ: 223-229

    • DOI

      10.1093/jb/mvy044

    • NAID

      120006716318

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular chaperone HSP70 prevents formation of inclusion bodies of the 25-kDa C-terminal fragment of TDP-43 by preventing aggregate accumulation2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Nodoka Iwasaki, Masataka Kinjo
    • 雑誌名

      Cell Stress and Chaperones

      巻: 23 号: 6 ページ: 1177-1183

    • DOI

      10.1007/s12192-018-0930-1

    • NAID

      120006734164

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The cytoplasmic region of the amyloid β‐protein precursor (APP) is necessary and sufficient for the enhanced fast velocity of APP transport by kinesin‐12018

    • 著者名/発表者名
      Maoko Tsukamoto Kyoko Chiba Yuriko Sobu Yuzuha Shiraki Yuka Okumura Saori Hata Akira Kitamura Tadashi Nakaya Seiichi Uchida Masataka Kinjo Hidenori Taru Toshiharu Suzuki
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 592 号: 16 ページ: 2716-2724

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13204

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Interaction analysis of aggregate-prone protein TDP25 and RNA in amyotrophic lateral sclerosis (ALS)2021

    • 著者名/発表者名
      藤本 愛, 金城 政孝, 北村 朗
    • 学会等名
      北大細胞生物研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Lifespan and motility analysis of C. elegans expressing C-terminal fragments of ALS-causative TDP-432021

    • 著者名/発表者名
      Yidan Lyu, Rei Kawashima, Renee; Brielman, Richard I. Morimoto, Masataka Kinjo, Akira Kitamura
    • 学会等名
      RIKEN BDP Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aggregation process of carboxyl terminal fragments of TDP-43 protein2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura, Masataka Kinjo
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory 2020 Meeting "Protein homeostasis in Health & Disease"
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光相関分光法による蛍光分子光物理反応速度定数の同定 -新規免疫治療薬剤の定量的開発指針の確立に向けて-2020

    • 著者名/発表者名
      北村朗,高倉栄男,後藤悠人,金城政孝,小川美香子
    • 学会等名
      2020年度・光イメージン若手の会「光塾」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光ゆらぎを利用した生体分子構造変化の解析2018

    • 著者名/発表者名
      北村朗
    • 学会等名
      第55回 日本生化学会北海道支部例会,日本生物物理学会北海道支部合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNA prevents ALS-linked protein aggregation2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kitamura
    • 学会等名
      QBP/OCS seminar
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] [プレスリリース]もやもや病の責任遺伝子が脂肪代謝の制御因子であることを発見

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/190201_pr2.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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