| 研究課題/領域番号 |
21H02442
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
菅瀬 謙治 京都大学, 農学研究科, 教授 (00300822)
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| 研究分担者 |
森本 大智 京都大学, 工学研究科, 助教 (40746616)
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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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 液-液相分離 / アミロイド線維化 / αシヌクレイン / 剪断流 / Rheo-NMR / アミロイド線維 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは、流れの力がタンパク質をアミロイド線維化させる因子と考え、NMR管内に流れを発生できるRheo-NMRを開発し、アミロイド線維化機構を研究している。その１つにパーキンソン病に関わるαシヌクレインがある。このタンパク質はユビキチン化したものが液-液相分離し、それが神経細胞内を流れながらアミロイド線維化することが示唆されている。本研究では、ユビキチン化αシヌクレインの液-液相分離とアミロイド線維化の過程をRheo-NMRや顕微鏡などを用いて解析することによってユビキチン化自体がαシヌクレインを液-液相分離させ、それが神経細胞内の流れによってアミロイド線維化することを立証する。
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| 研究成果の概要 |
パーキンソン病と関連するαシヌクレインは、ユビキチン化されて液-液相分離し、それが神経細胞の流れによってアミロイド線維化することが示唆されている。本研究ではαシヌクレインのユビキチン化と流れを試験管内に再現し、それを原子・分子レベルで解析することによって、αシヌクレインの液-液相分離とアミロイド線維化の機構を解明することをめざした。希薄溶液中とPEGによって液-液相分離させた２つの状態でRheo-NMR測定を行い、それぞれのアミロイド線維化をリアルタイムかつ原子レベルで計測した。希薄溶液中でC末端が他より速く凝縮することや液滴状態では非常に速くアミロイド線維化することなどが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
αシヌクレインがバッファー中に分散した状態および液滴状態からアミロイド線維化する過程をRheo-NMRにより原子レベルかつリアルタイムに計測できたことが一番の学術的意義である。近年、液滴形成を経てアミロイド線維化するタンパク質がホットな研究対象であり、そのようなタンパク質全般も本研究と同様にRheo-NMRで解析できる。また、希薄溶液中でC末端が他より速く凝縮することを明らかにしたが、αシヌクレインのC末端はアミロイド線維の構造の中には含まれない。一方でオリゴマー形成に関わると言われている。ゆえに、今回の結果はαシヌクレインのアミロイド線維化機構をより詳細に明らかにするものである。
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