| 研究課題/領域番号 |
19K06577
|
|---|
| 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43040:生物物理学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
小井川 浩之 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40536778)
|
|---|
| 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 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
|
|---|
| キーワード | 液-液相分離 / タンパク質 / 一分子蛍光測定 / FRET / LAF1-RGGドメイン / 蛍光一分子分光 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
タンパク質や核酸を含む溶液は、条件を整えると液-液相分離し、濃い相は液滴となって分散する。細胞内にも液滴があり、様々な過程に関わっている。液-液相分離を起こすタンパク質であるLAF1-RGGドメインを蛍光色素で二重標識し、これに対して二種類の装置を用いて蛍光分光測定を試みる。一つは独自開発した高時間分解能一分子FRET(蛍光共鳴エネルギー移動)測定装置であり、マイクロ秒時間分解能でタンパク質の構造変化をとらえることができる。もう一つは新規開発する顕微分光装置である。新規装置では液滴のFRET効率や、蛍光スペクトルを測定することができるようになる計画である。
|
| 研究成果の概要 |
タンパク質や核酸を含む溶液は条件次第で相分離し、濃い相は液滴となる。相分離を起こすタンパク質LAF1-RGGドメイン(LAF1-RGG)を蛍光色素で二重標識し、一分子蛍光測定を行うことで、液滴中のタンパク質の構造変化をとらえることを目指した。
高時間分解能一分子FRET測定を行った所、希薄溶液ではLAF1-RGGは収縮状態を保持していた。さらに、LAF1-RGG変異体に対する測定によって、液滴形成にはカチオン-πと疎水相互作用が主要な役割を担うことがわかった。
液滴中での一分子FRET測定を行うための装置は新規に開発した。しかし、液滴中でのLAF1-RGGの構造変化をとらえるまでには至らなかった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
液-液相分離に関する既存の研究の多くは、液滴を顕微鏡で観察、次に液滴に含まれるタンパク質と核酸の種類を調べ、最後に液滴内部で起こっている反応を類推するというトップダウンアプローチであった。しかし、このアプローチでは、液滴形成のメカニズムの詳細を理解することは難しかった。本研究成果の学術的な意義は、液滴を作るタンパク質の運動を一分子レベルで追跡するボトムアップアプローチによって、液滴形成のメカニズムに迫ることができたことである。
加えて、本研究の成果である新開発の一分子蛍光測定装置は様々な試料と条件にも応用可能である。実際、分子混雑環境下でのタンパク質一分子の構造変化を確かめることができた。
|
