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インポーチンβによる液-液相分離の抑制メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16060
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

吉澤 拓也  立命館大学, 生命科学部, 講師 (50779056)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード液-液相分離 / 核内輸送受容体 / RNA結合タンパク質 / 筋萎縮性側索硬化症 / 液-液相分離 / インポーチンβファミリー / インポーチン
研究開始時の研究の概要

液-液相分離は、ストレス顆粒などの膜の無いオルガネラを説明できる現象として、近年大きな注目を集めている。その優位性は、周囲の環境に応じて形成と消失を行える柔軟性にある。本研究では、ストレス顆粒のもととなる液‐液相分離を抑制(ほどく)因子のインポーチンβファミリーに着目して研究を行う。インポーチンβがどのような相互作用を介して液-液相分離を抑制するか、分子レベルで明らかにすることを目指す。

研究成果の概要

核内輸送受容体であるインポーチンβファミリーは輸送基質となる核内タンパク質の液-液相分離を抑制する機能を持つ。この機能の阻害は、液-液相分離の破綻による異常凝集をもたらし、筋萎縮性側索硬化症(ALS)などの重篤な神経変性疾患に関わるとされている。本研究では、輸送基質の変異に伴う制御破綻ならびにインポーチンβを阻害する繰り返しペプチドによる制御破綻の解析を行なった。さらに、液-液相分離により形成される液滴の新規解析法の開発も行なった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

液-液相分離を調節するタンパク質の解析は未だ事例が少なく、新たなシャペロンのカテゴリーとして開拓されつつある領域であり、そのメカニズムに迫った(学術的意義)。また、液-液相分離相分離の状態は解析が困難であり、新規な解析法を開発した(学術的意義)。タンパク質の凝集は重篤な疾患とも密接に関わり、疾患関連変異体や関連遺伝子産物を用いた本研究は、病態の発症メカニズムに迫るものである(社会的意義)。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Pressure and Temperature Phase Diagram for Liquid-Liquid Phase Separation of the RNA-Binding Protein Fused in Sarcoma2021

    • 著者名/発表者名
      Li Shujie、Yoshizawa Takuya、Yamazaki Ryota、Fujiwara Ayano、Kameda Tomoshi、Kitahara Ryo
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B

      巻: 125 号: 25 ページ: 6821-6829

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.1c01451

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Karyopherin-βs play a key role as a phase separation regulator2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Takuya、Guo Lin
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 170 号: 1 ページ: 15-23

    • DOI

      10.1093/jb/mvab072

    • NAID

      40022722268

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] C9orf72-derived arginine-rich poly-dipeptides impede phase modifiers2021

    • 著者名/発表者名
      Nanaura Hitoki、Aiba Yuichiro、Nakanishi Mari、Shiota Tomo、Hibino Masaki、Kikuchi Sotaro、Nagata Riko、Morikawa Naritaka、Iguchi Naohiko、Kiriyama Takao、Nagamori Shushi、Sugie Kazuma、Saio Tomohide、Yoshizawa Takuya、Mori Eiichiro et al.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5301-5301

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25560-0

    • 関連する報告書
      2021 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] Pressure-Jump Kinetics of Liquid-Liquid Phase Separation: Comparison of Two Different Condensed Phases of the RNA-Binding Protein, Fused in Sarcoma2021

    • 著者名/発表者名
      Kitahara Ryo、Yamazaki Ryota、Ide Fumika、Li Shujie、Shiramasa Yutaro、Sasahara Naoya、Yoshizawa Takuya
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 143 号: 47 ページ: 19697-19702

    • DOI

      10.1021/jacs.1c07571

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of karyopherin-β2 binding and nuclear import of ALS variants FUS(P525L) and FUS(R495X)2021

    • 著者名/発表者名
      Gonzalez Abner、Mannen Taro、Cagatay Tolga、Fujiwara Ayano、Matsumura Hiroyoshi、Niesman Ashley B.、Brautigam Chad A.、Chook Yuh Min、Yoshizawa Takuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 3754-3754

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83196-y

    • 関連する報告書
      2020 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] Effect of nuclear import receptors on liquid–liquid phase separation2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Takuya、Matsumura Hiroyoshi
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 17 号: 0 ページ: 25-29

    • DOI

      10.2142/biophysico.BSJ-2019052

    • NAID

      130007828794

    • ISSN
      2189-4779
    • 年月日
      2020-04-04
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structures of the cell-division protein FtsZ from Klebsiella pneumoniae and Escherichia coli2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Takuya、Fujita Junso、Terakado Haruna、Ozawa Mayuki、Kuroda Natsuko、Tanaka Shun-ichi、Uehara Ryo、Matsumura Hiroyoshi
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica Section F Structural Biology Communications

      巻: 76 号: 2 ページ: 86-93

    • DOI

      10.1107/s2053230x2000076x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological phase separation: cell biology meets biophysics2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yoshizawa、Ryu-Suke Nozawa、Tony Z. Jia、Tomohide Saio、Eiichiro Mori
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 12 号: 2 ページ: 519-539

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00680-x

    • 関連する報告書
      2019 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] COX6A2 variants cause a muscle-specific cytochrome c oxidase deficiency2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue Michio、Uchino Shumpei、Iida Aritoshi、Noguchi Satoru、Hayashi Shinichiro、Takahashi Tsutomu、Fujii Katsunori、Komaki Hirofumi、Takeshita Eri、Nonaka Ikuya、Okada Yukinori、Yoshizawa Takuya、Van Lommel Leentje、Schuit Frans、Goto Yu‐ichi、Mimaki Masakazu、Nishino Ichizo
    • 雑誌名

      Annals of Neurology

      巻: 86 号: 2 ページ: 193

    • DOI

      10.1002/ana.25517

    • URL

      https://localhost/en/publications/d3fc9351-ad37-4e0c-904e-2872575d6ac2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structure-Guided Design of a Fluorescent Probe for the Visualization of FtsZ in Clinically Important Gram-Positive and Gram-Negative Bacterial Pathogens2019

    • 著者名/発表者名
      Ferrer-Gonzalez Edgar、Fujita Junso、Yoshizawa Takuya、Nelson Julia M.、Pilch Alyssa J.、Hillman Elani、Ozawa Mayuki、Kuroda Natsuko、Al-Tameemi Hassan M.、Boyd Jeffrey M.、LaVoie Edmond J.、Matsumura Hiroyoshi、Pilch Daniel S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 20092-20092

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56557-x

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 相分離するRNA結合タンパク質と相分離を制御する核輸送タンパク質2022

    • 著者名/発表者名
      吉澤 拓也、藤原 綾乃、上原 武尊、井手 郁佳、笹原 直哉、松村 浩由
    • 学会等名
      日本化学会 第102春季年会 (2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アルギニンリッチ配列と相分離制御2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤拓也
    • 学会等名
      第21回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RNA結合タンパク質の相分離制御に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      吉澤拓也
    • 学会等名
      日本結晶学会2021年度年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular basis of Karyopherin-β2 binding and nuclear import of ALS-related FUS2020

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yoshizawa, Taro Mannen, Ayano Fujiwara, Hiroyoshi Matsumura
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ほどける相分離:シャペロンとしてはたらく核輸送タンパク質2019

    • 著者名/発表者名
      吉澤拓也
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Nuclear import receptor blocks liquid-liquid phase separation of RNA binding protein2019

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yoshizawa
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FUSの液-液相分離とImportinβファミリー2019

    • 著者名/発表者名
      吉澤拓也
    • 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
  • [備考] 研究ハイライト : 相分離がつなぐ生命現象と今後の展望

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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