| 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 |
20H04720
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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 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
田中 元雅 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (40321781)
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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 |
交付 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | 分子夾雑 / アミロイド / 凝集 / タンパク質凝集体 / 神経変性疾患 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞内でのアミロイド（線維状のタンパク質凝集体）の生成・脱凝集反応は、様々なシャペロン分子が関わる夾雑系であるため解析が難しく、その分子機構には不明な点が多い。しかしその解明は、アミロイドが関わる多くのヒト脳疾患の新たな予防・治療戦略の開発に繋がるため重要な研究課題である。本研究では、アミロイドの伝播機構を解析するため、哺乳動物由来のタンパク質を用いた新規な分子夾雑再構成系を開発する。それによってアミロイドの生成および脱凝集過程の詳細を構造生物学的、神経生物学の手法から明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
線維状のタンパク質凝集体であるアミロイドの生成・脱凝集反応は、様々な細胞内タンパク質が関わる夾雑系であり、その分子機構にはいまだ不明な点が多い。しかし、その解明は、アミロイドが関わる多くの多くのヒト疾患の新たな予防や治療法の開発に繋がると期待されるため重要な研究課題である。本研究では、神経変性疾患に関わるアミロイドの生成および伝播の分子機構を調べるための新たな分子夾雑実験系を開発する。特に、神経変性疾患に関連するタンパク質を基質に用いて、タンパク質の凝集化やアミロイドの脱凝集化を調べるための分子夾雑実験系の確立を目指した。
本年度は、アミロイドの生成・脱凝集反応に関わると推定される複数の細胞内因子の発現、精製の条件の最適化を行った。その後、アミロイドの生成・脱凝集を定量的に調べることができる分子夾雑実験系の確立のため、各タンパク質の濃度、緩衝液の条件などの最適化を行った。また、基質となるタンパク質のモノマーおよびアミロイドの作成に関しても、本分子夾雑実験系での実験に適した手法を開発、確立させた。その結果、細胞内因子およびエネルギー依存的に再現性よくアミロイドを凝集または脱凝集できる実験系を確立することができた。また、原子間力顕微鏡や遠心後のウエスタンブロッティング法からも脱凝集を確認した。以上から、アミロイドの生成・脱凝集反応を定量的に評価することができる分子夾雑実験系を確立することができた。
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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
アミロイドの生成や伝播を解析するための様々な技術開発とその応用が当初の予定通りに順調に進んでいるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、分子夾雑実験系の開発で得られてきた知見を生かして、神経変性疾患関連タンパク質のアミロイドの脱凝集過程を核磁気共鳴法などの様々な構造生物学的手法を用いて調べる。特に、複数の細胞内因子が混在する分子夾雑系の中で、特定の分子やアミロイド性タンパク質のみを安定同位体アミノ酸でラベル化することで、混合系の中において特定分子のみの動的な構造変化を追跡し、その時系列での変化を詳細に調べる。そのため、まず静的な構造における相互作用を調べるため、モノマー状態の基質となるタンパク質と細胞内分子を含む夾雑系を解析し、それらの相互作用をアミノ酸レベルで明らかにすることを目指す。その後、基質タンパク質の凝集過程に加え、脱凝集過程におけるタンパク質の動的構造変化を詳細に解析する。
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