| 研究課題/領域番号 |
22K19284
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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43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
白木 賢太郎 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90334797)
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| 研究分担者 |
菅井 祥加 東京工業大学, 国際先駆研究機構, 特任助教 (10905566)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | タンパク質 / 凝集 / 相分離 / 液滴 / 凝集体 / アミロイド / 添加剤 / 共溶質 / 生物学的相分離 / タンパク質凝集 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、タンパク質の凝集抑制剤や構造の安定化剤として開発されてきた共溶質が、プリオン様タンパク質の液滴やアミロイドの安定化に効果が見られるのかを調べる。共溶質として変性剤やオスモライト、カオトロープ、高分子、糖質など、特徴の異なるものを系統的に調べ、液滴や凝集体の形成に影響するメカニズムを明らかにする。液滴や凝集体の性質を顕微鏡や分光法で明らかにする。最終的に、アミロイドやアモルファル凝集体の形成が液滴を経由するのかを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、アミロイド線維による固い凝集体の形成の途中に液滴を形成するという仮説を実証することを目的としている。タンパク質分子間の相互作用を可視化し、同時に制御するために、申請者がこれまで開発してきた凝集抑制剤を用いた。
まず、Sup35を対象に、このタンパク質が液滴や凝集体などの集合状態を形成する条件を明らかにし、それぞれの形成に共溶質が 影響をおよぼすかを調べた。この条件を活用し、マイクロメーターサイズの大きさがアミロイドの形成におよぼす影響を定量化し論文に報告した。オボアルブミンとリゾチームのモデルタンパク質の組み合わせを用いることで、両者のタンパク質のどのような濃度比によって、液-液相分離による液滴とアモルファスな凝集体が生じるのかを定量した。タンパク質の凝集の状態は、ガラス表面の化学修飾のパターンによっても異なることがわかり、あわせて論文として報告した。研究を進めていくなかで、タンパク質の液滴と凝集体は相図を描くことによって正しく評価できることがわかり、オボアルブミンとリゾチームの系のほか、低分子であるATPとポリリン酸においても同様の研究を進め、ATP濃度が低濃度側と高濃度側で液滴の物性やサイズが異なることを明らかにし、論文にまとめた。
タンパク質の液-液相分離による液滴の形成と、そこから凝集体やアミロイドが形成することを実証する系の構築に成功した。このタンパク質の状態変化には表面の状態がかかわること、さらに、液滴の形成そのものが低分子およびタンパク質濃度の比によって影響を受けることを、相図を用いて定量化する系の構築に成功した。これらの結果を複数の原著論文として報告した。
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