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「超天然変性タンパク質」の種を超えた生物学的意義

研究課題

研究課題/領域番号 19J30003
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分43010:分子生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

坪山 幸太郎  東京大学, 定量生命科学研究所, 特別研究員(CPD)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード天然変性タンパク質 / Heroタンパク質 / タンパク質の凝集 / 神経変性疾患
研究開始時の研究の概要

タンパク質は一般に熱によって、固まる性質を持ちます。しかし、この原則には例外があり、その代表的なものが植物やクマムシなどにおいて見つかっています。クマムシや植物の特に種は、乾燥やとても寒い環境などを生き抜く必要があり、そのためにこのような熱によっても固まらない奇妙な性質のタンパク質を利用していることがわかっています。私達は、このような同様の奇妙な性質のタンパク質が、ヒトをふくむ幅広い生物においても存在することを見出しました。このようなタンパク質の機能の解明を目指します。

研究実績の概要

通常のタンパク質とは異なり、熱に耐える性質を示す「超天然変性タンパク質」の生理的な意義の解明を目標としていた。質量分析によって、ヒトやハエといった一般的な環境に生息する生物においても、超天然変性タンパク質が数百種類以上存在することがわかった。機能未知であるものがほとんどであったため、これらのタンパク質をHero(Heat-resistant obscure)タンパク質と名付けた。Heroタンパク質は、一般的なタンパク質の変性、不活化、凝集などを防ぐ役割があることが判明した。さらに、ハエ個体において寿命の延長効果があることを示すことができた。

今年度は、米国Northwestern大学のRocklin研究室へ移動し、研究を遂行した。この研究室は、多様なタンパク質をコードするDNAオリゴプール、Yeast display法、次世代シーケンサーを組み合わせることで、どのような特徴量(極性、疎水性相互作用の強度など)がタンパク質の構造安定性や相互作用などに重要かを解析することを得意としている。そこで、上記の研究の中で見いだされた、煮沸に耐性でありかつ構造を持つようなタンパク質の特徴について研究している。具体的には、酵母を用いない、In vitroでのDisplay法を導入することで、より多くの種類のタンパク質の構造安定性を一度に調べる方法を確立した。これにより、さらに膨大な数のタンパク質の安定性を調べることが可能となり、タンパク質科学のさらなる飛躍が期待される。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A Widespread Family of Heat-Resistant Obscure (Hero) Proteins Protect Against Protein Instability and Aggregation2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuboyama K, Osaki T, Matsuura-Suzuki E, Kozuka-Hata H, Okada Y, Oyama M, Ikeuchi Y, Iwasaki S, Tomari Y
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 18 号: 3 ページ: 3000632-3000632

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3000632

    • 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] A widespread family of heat-resistant obscure (Hero) proteins protect against protein instability and aggregation2019

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Tsuboyama, Shintaro Iwasaki, Yukihide Tomari
    • 学会等名
      第57回日本生物物理学会年会 The 57th Annual Meeting of the BSJ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] クライアントタンパク質を保護するタンパク質のスクリーニン グ方法並びに生理活性タンパク質安定化タンパク質および該タンパク質を含む 医薬組成物2019

    • 発明者名
      Kotaro Tsuboyamaら
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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