タンパク質翻訳後修飾体のライブイメージングと選択的単離を実現する新規解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 19K05691
• 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37010:生体関連化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 松浦 顕教 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 助教 (50836096)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: BiFC / GFP nanobody / 複合体精製 / タンパク質翻訳後修飾 / ユビキチン

研究開始時の研究の概要

翻訳後修飾はタンパク質の機能調節において不可欠な役割を担っている。近年の質量分析技術の発達により、細胞内全タンパク質の翻訳後修飾の網羅的解析が可能となっているが、その後の個々のタンパク質修飾の高精度かつ簡便な検証に十分な手法はいまだ開発されていない。
本研究では、BiFC/GFP-Trapシステムと翻訳後修飾結合プローブの組み合わせによる新規翻訳後修飾解析技術を開発することを目的としている。これにより、生きたままの細胞における翻訳後修飾のイメージングに加え、タンパク質修飾体のみを特異的に単離することが可能になり、質量分析技術との組み合わせで翻訳後修飾の検証や相互作用因子の同定が容易になる。

研究成果の概要

タンパク質の翻訳後修飾はアミノ酸配列の一次情報に複雑性を加え、機能調節において不可欠な役割を担っている。近年の質量分析技術の発達により、細胞内全タンパク質の翻訳後修飾の網羅的解析が可能となっているが、その後の個々のタンパク質修飾の高精度かつ簡便な検証に十分な手法はいまだ開発されていない。
本研究では、新規翻訳後修飾解析技術を開発することを目的とした。本技術により、生きたままの細胞における翻訳後修飾のイメージングに加え、タンパク質修飾体のみを特異的に単離することが可能になり、質量分析技術との組み合わせで翻訳後修飾の検証や相互作用因子の同定が容易になる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生命現象を司るタンパク質の機能は、ゲノムにコードされているアミノ酸配列によって完全に規定されるわけではなく、細胞内外の刺激に応じて多様な翻訳後修飾により巧妙に制御されている。これら翻訳後修飾の制御機構は、p53に代表されるがん抑制因子やMycなどの発がん因子の活性調節に密接に関わっている。細胞内全タンパク質の翻訳後修飾の網羅的解析が可能となっている一方で、その情報を基に個々のタンパク質修飾の機能解析のための簡便かつ高精度な検証が必要である。本研究における手法はそのような解析を可能にし、幅広い翻訳後修飾に応用可能であり、高い発展性を有する。

研究成果

• [雑誌論文] The CD44/COL17A1 Pathway Plays a Vital Role in the Formation of Multilayered, Transformed Epithelia. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kozawa K, ,Sekai M, Ohba K, Ito S, Sako H, Maruyama T, Kakeno M , Kuromiya K, Kamasaki T, Kohashi K, Ishikawa S, Sato N, Asano S, Suzuki H, Tanimura N, Mukai Y, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S Natsuga K, Soga T. Nakamura T, Yabuta Y, Saitou M, Ito T, Matsuura K, Tsunoda M,et.al..
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 31 号: 14 ページ: 3086-3097
  • DOI: 10.1016/j.cub.2021.04.078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] タンパク質翻訳後修飾とがん幹細胞制御 ― ヒストンアシル化による遺伝子発現制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松浦 顕教
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 273 ページ: 430-435
• [学会発表] Regulation of Programmed Cell Death by Protein Ubiquitylation (2021)
  • 著者名/発表者名: 松浦 顕教
  • 学会等名: RSセミナー 岡山大学大学院医歯薬学総合研究科
  • 招待講演
• [備考] 京都大学 医生物学研究所 がん・幹細胞シグナル分野
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/laboratory/lab41/
• [備考] 京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 がん・幹細胞シグナル分野
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/research/lab41/