| 研究課題/領域番号 |
18K19548
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分53:器官システム内科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
仁田 亮 神戸大学, 医学研究科, 教授 (40345038)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | クライオ電子顕微鏡 / クライオ電子線トモグラフィー / 構造生物学 / 心筋リモデリング / 心筋症 / 微小管 / 細胞骨格 / iPS心筋細胞 / 電子線トモグラフィー / FIB-SEM / Kinesin / MAP4 / 心筋細胞 / リモデリング |
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| 研究成果の概要 |
in vitro構造解析では、心筋細胞圧負荷刺激への関与が示されている微小管、微小管結合蛋白質MAP4、微小管モーターKinesinの三者複合体のクライオ電子顕微鏡構造解析を行い、MAP4による微小管安定化とKinesinの運動阻害の分子機構を解明した。
in cell構造解析では、iPS心筋細胞を用いて、グリッド上での細胞培養、高圧凍結、凍結置換処理、電子顕微鏡観察のルーチン化に取り組み、サルコメアなど種々のオルガネラを高分解能で描出することに成功した。さらに、目的分子の高分解能立体構造を取得するため、FIB-SEMによる細胞切削、クライオ電子線トモグラフィー撮影、立体構築手法を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微小管結合タンパク質MAP4はタウファミリータンパク質の一つであり、こららによる微小管の安定化制御が破綻すると、心不全や認知症などさまざまな病態が引き起こされる。そのため、今回の高分解能構造解析の知見は、心不全や認知症など細胞の変形を伴う疾患の病態解明や、新たな治療薬の開発につながる成果である。また、細胞レベルのクライオ電子線トモグラフィー解析は、様々な生理動態・病態を、細胞内の分子構造の変化として捉えることができる唯一の手法である。ゆえに本研究により、細胞内で起こっている現象を分子レベルで可視化することが可能となり、細胞生物学・分子病理学などの大きなブレークスルーにつながることが期待される。
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