| 研究課題/領域番号 |
22K19294
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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 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
守屋 央朗 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (60500808)
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| 研究分担者 |
牧野 能士 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20443442)
紀藤 圭治 明治大学, 農学部, 専任教授 (40345632)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024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: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 酵母 / 過剰発現 / タンパク質 / 細胞毒性 / polyX / PolyX / タンパク質毒性 / 毒性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は連続するアミノ酸（PolyX）が生み出す細胞毒性のメカニズムと、PolyXがタンパク質の構造・機能に与える影響を体系的に明らかにすることである。一種類のアミノ酸が連なった領域（PolyX）は、その特殊な機能や病気との関連が知られているとともに、細胞工学にも利用されており、最も単純なタンパク質の機能ドメインだと言うことができる。一方で、プロテオームに存在するPolyXには大きな偏りがあるが、その理由は明らかではない。そこで、本研究ではPolyXによる細胞毒性のメカニズムと、PolyXがタンパク質の構造・機能に与える影響を体系的に明らかにすることを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
PolyXは特定アミノ酸が連続した配列で、機能性や疾患との関連が知られ、細胞工学にも利用されている。本研究では出芽酵母のプロテオーム解析により、PolyXの出現頻度や長さにアミノ酸ごとの偏りがあることを明らかにした。EGFPに各種PolyXを融合して過剰発現させたところ、親水性・負電荷アミノ酸は毒性が低く、疎水性・正電荷アミノ酸は毒性が高い傾向がみられた。中でもPolyEはEGFPの凝集と毒性を抑え、熱ショック応答やプロテアソームストレスを低減した。これにより、PolyXの偏りは毒性に起因する可能性があり、PolyEはタンパク質安定化や細胞工学的応用に有用であると示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、タンパク質中の連続アミノ酸配列（PolyX）の毒性を解析し、アミノ酸種ごとの影響とその仕組みを明らかにした。特にPolyEは毒性を緩和し、折り畳み異常や凝集体の形成を抑制することが示され、PolyXの機能理解に新たな知見を与える成果である。これはタンパク質設計の新たな指針となり、PolyXの進化的制約の理解にも貢献する。PolyX毒性の理解はポリグルタミン病などの神経変性疾患研究にも波及する可能性がある。さらにPolyEの応用により、発現困難なタンパク質の安定発現や生産性向上が期待され、創薬やバイオ生産への波及効果も見込まれる。学術・社会的意義は大きい。
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