| 研究課題/領域番号 |
23K23921
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02658 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分44040:形態および構造関連
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| 研究機関 | 公益財団法人サントリー生命科学財団 |
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研究代表者 |
佐竹 炎 公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 主幹研究員 (20280688)
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| 研究分担者 |
堀江 健生 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 教授 (10455925)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2022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 | ペプチド / GPCR / カタユウレイボヤ / 多標的性 / 機械学習 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究では、以下の研究戦略でホヤ中枢神経（神経複合体）と卵巣でペプチドが相互作用するPep-mtg-GPCRを決定し、その分子機構、並びに生理機能を解明することを目指し、ペプチドとPep-mtg-GPCRの、①予測→②実証→③生理機能の解明という流れで進める方針である。この研究により、ペプチドとPep-mtg-GPCRの相互作用から、それらが制御する生物学的現象までを解明することができる。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、昨年度までに機械学習器、PD-incoorporated SVMで予測したヒトのペプチドとGPCRを対象したpep-mtg-GPCRの相互作用を検証した。これらのpep-mtg-GPCRは、全てペプチドと無関係の低分子リガンド（脂質や金属イオン）をリガンドとすることがわかっているGPCRであり、いかなるペプチドとも相互作用すると考えられていないものである。また、リガンド候補と予測されたペプチドは、全て受容体が決定されているものである。
まず、4種のリガンド既知GPCRと1種のオーファン受容体のG16タンパク融合体のコンストラクトを構築して、HEK293細胞に発現させた。次に、抗G16抗体を用いて細胞免疫染色を行い、これらのGPCR-G16融合体が細胞膜に局在していることを確認した。さらに、PD-incoorporated SVMの予測結果に基づき、ペプチドリガンドと同GPCR-G16体との相互作用を細胞内カルシウム動員を指標に測定した。その結果、3種のpep-mtg-GPCRと各種ペプチド、および、1種のオーファンGPCRがペプチドと相互作用することを確認した。これらの結果は、ペプチドが低分子をリガンドとするGPCRにも作用することを多型的に立証した初めての例である。
現在、各pep-mtg-GPCRの既知リガンド存在下におけるそれぞれのペプチドリガンドの作用、ならびに、これらのpep-mtg-GPCRとペプチドの生体内における局在関係を調査中である。さらに、これらのホヤやマウスのホモログでもこのようなペプチド-pep-mtg-GPCR相互作用が保存されているかを調べるために、研究を続行中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまで、計画通りにヒト、ホヤ、マウスのpep-mtg-GPCRとペプチドとの相互作用を機械学習器、PD-incoorporated SVMで予測を完了しており、上述したように、4種のペプチド―pep-mtg-GPCR相互作用を実証できている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、本年度実証した各ペプチド―pep-mtg-GPCR相互作用が、pep-mtg-GPCRの既知リガンド存在下でどのような作用を示すのかを中心に研究を進める。また、intactなpep-mtg-GPCRを用いて、セカンドメッセンジャー検出を行い、真のシグナリングを決定したい。当研究所では、細胞内カルシウムやサイクリックAMP増減検出といった、全てのセカンドメッセンジャーを検出する実験系を確立しており、準備には問題ない。また、タンパクレベルでのpep-mtg-GPCRとペプチドの局在も調査する。この研究では、特異性が高いホヤのpep-mtg-GPCR抗体を調製できるかが重要である。不調な場合は、同pep-mtg-GPCRのin situ hybridizationで対応する。
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