| 研究課題/領域番号 |
21K19246
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
中川 真一 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (50324679)
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| 研究分担者 |
泊 幸秀 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (90447368)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 超天然変性タンパク質 / ゲノム編集 / 相分離 / 天然変性領域 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの分子生物学では、タンパク質の機能はアミノ酸の一次配列によって決められており、特定の配列を持つタンパク質は特定の立体構造へと折りたたまれ、その立体構造によって決められる特異的な相互作用がそれぞれの機能を決めていると考えられてきました。ところが最近になって、ゲノムの中には全長に渡って特定の立体構造をとりにくい配列を持つ「超天然変性タンパク質」が多数存在しており、それらは既知の機能ドメインを全く持たないにもかかわらず、重要な分子機能を持つことが明らかとなってきています。本研究では、これらの超天然変性タンパク質の変異マウスをゲノム編集の技術を用いて作製し、その生理機能を明らかにします。
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| 研究実績の概要 |
最近になって、高等真核生物のゲノムには全長に渡って特定の構造をとらないと予測される超天然変性タンパク質が多数コードされていること、それらの中には、各種タンパク質を熱変性や乾燥などのストレスから保護したり、病原性凝集体の形成を強力に阻害したりする活性を持つものがあることが明らかとなってきた。本研究においては、これら超天然変性タンパク質の変異マウスを作製し、その表現型解析を行うことで生理機能を明らかにすることを目的としている。その結果、Hero11とHero45のノックアウトマウスが胎生致死となることが明らかとなった。また、近位ビオチンラベル法により、Hero11は核小体のタンパク質をクライアントとしていることが明らかとなった。そこで、それらのタンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するベクターを作製し、野生型マウスから得られたES細胞およびノックアウトマウスから得られたES細胞に導入して、その動態に変化が見られるかどうか検討した。その結果、通常の培養条件では大きな差は見られないものの、酸化ストレスを与えたときに、その動態が亢進、あるいは抑制されることがわかった。これらの結果は、Hero11は特定のクライアントタンパク質の細胞内相分離を促進してその動態を抑制する一方で、別のクライアントに対してはむしろ分子運動を促進する潤滑剤のような働きをしていることを示していた。また、Heroタンパク質以外の新たな天然変性タンパク質群のノックアウトマウスを作製したところ、少なくとも２つの遺伝子のノックアウトマウスが胎生致死となることが明らかとなった。これらの結果から、全長にわたって構造を取りにくい配列からなる「超」天然変性タンパク質が重要な生理機能をになっていることが明らかとなった。
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