| 研究課題/領域番号 |
21H02438
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高橋 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30283641)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | SARS-Cov2 / Nタンパク質 / gRNA / 一分子蛍光分光法 / 蛍光相関分光法 / SARS-CoV2 / 新型コロナウイルス / ヌクレオカプシドタンパク質 / ヌクレオカプシッドタンパク質N / 蛍光顕微鏡観察 / ヌクレオカプシッドタンパク質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本計画では、SARS-Cov2のヌクレオカプシドタンパク質（N）が、ウイルスのゲノムRNAと液滴や複合体を作る分子機構の解明を目指す。Nは宿主内でゲノムRNAと集合して液滴を形成した後に、gRNAが一個ずつ選別されRNPが形成されるというウイルス複製機構が提案されている。本研究では、一分子蛍光分光法と一分子蛍光顕微鏡観察を駆使し、i）NとgRNAによる液液相分離機構の解明、ii）NとgRNAによるRNPのin vitro構成法の確立、iii）NとgRNAによるRNP形成過程の観察、などを実施する。さらに、iv）Nの小分子阻害剤がこれらの過程に与える影響を調べる。
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| 研究成果の概要 |
Nタンパク質を高度に精製する方法を確立し、ステムループ構造と一本鎖構造を持つRNA断片とNタンパク質の相互作用を調べた。その結果、Nタンパク質はRNAの二次構造に関係なく強く結合し、ふたつのRNAフラグメントを引き寄せることが明らかになった。この結果は、Nタンパク質の機能は3万塩基ものgRNAの二箇所を手繰り寄せて架橋することで、gRNAをコンパクトに保つことであることを示唆する。長鎖RNAの構造を調べるために、蛍光相関分光法や一分子蛍光分光法を用いる実験手法を確立した。600塩基や800塩基の長鎖RNA試料が、Nタンパク質との結合でコンパクトに変化することを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を実施することで、コロナウイルスの複製に必須の働きをもつNタンパク質の機能をより正確に理解することが可能となった。さらには、gRNAとNタンパク質が結合することで、gRNAがフォールディングを起こしてRNPを形成するgRNAのフォールディング仮説を提案した。この仮説を今後証明できれば、ウイルスの成熟過程を阻害するための効果的な方法を提案できる可能性がある。
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