| 研究領域 | 分子夾雑の生命化学 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H04691
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
福山 真央 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (40754429)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 細胞内液滴 / 液液相分離 / アミロイド線維 / 核形成 / コアセルベート / エマルション / マイクロ流体 / 細胞内相分離 / マイクロ分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞内でタンパク質や小分子・核酸などが過渡的に油滴状の分子夾雑環境（コアセルベー
ト）を形成し、細胞内反応の制御に大きな役割を果たしていることが近年わかってきた。また、神経変性疾患を始めとする様々な疾患とコアセルベートの関連性が報告され、今後コアセルベートが新しい創薬ターゲットとなると予想される。本研究ではDroplet microfluidics を用いたコアセルベートへ網羅的解析プラットフォーム構築に向け、コアセルベート入りマイクロ水滴作成法を確立する
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| 研究実績の概要 |
近年、細胞内でタンパク質や小分子・核酸などが過渡的に10 nm - 数μmサイズ液状集合体(コアセルベート)を形成し、細胞内反応の制御に大きな役割を果たしていることがわかってきた。in vitroにてコアセルベート実験を行う場合、コアセルベート同士の合一が原因となりそのサイズは数十μm以上になってしまい、コアセルベートのサイズ依存的挙動についての解析が困難だった。本研究では、コアセルベートの機能のサイズ依存性を明らかにするとともに、サイズ・形状を制御したコアセルベートで網羅的に実験するプラットフォームの構築を目的とする。
昨年度までに、ゲル中でコアセルベートを作成する手法を確立した。コアセルベート同士の合一による成長を抑制し、微小コアセルベートの長時間観察が可能になった。
本年度は、ゲル中に固定した数 μmのコアセルベートからのアミロイド核形成速度の計測を行った。アミロイド線維形成は、多くの疾患に関連していることが知られている。近年、細胞中のアミロイド前駆タンパク質のコアセルベートからアミロイド核が形成されることが示唆されており、コアセルベートからのアミロイド核生成速度が計測できれば、疾患発症メカニズムの理解や創薬アッセイへの応用が期待できる。本研究では、酵母プリオンタンパク質Sup35のNMドメイン（Sup35NM）をモデルタンパク質として使用した。Sup35NMのコアセルベートをゲル中に作成し、共焦点顕微鏡で観察したところ、約3 -10 μm程度のコアセルベートからアミロイドが形成する様子が確認できた。画像解析を用いて、Sup35コアセルベートからのアミロイド核生成速度を算出することができた、約3 -10 μmのサイズ域では、核生成速度はサイズによらずおおよそ一定であることが分かった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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