| 研究領域 | マルチファセット・プロテインズ：拡大し変容するタンパク質の世界 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05728
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
山本 詠士 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (00779340)
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| 研究期間 (年度) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021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 | 非膜性構造体 / 天然変性タンパク質 / 分子動力学シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，細胞内の液－液相分離現象によって，RNAと天然変性タンパク質が膜を有さない構造体（非膜性構造体）を形成することが明らかになってきている．非膜性構造体を形成する天然変性タンパク質は，構造ドメインと柔軟に構造が変化する天然変性領域を持つものが多いことが知られているが，それらの分子間相互作用や挙動は不明である．本研究では，分子動力学シミュレーションにより，非膜性構造体内部でのタンパク質とRNAの分子間相互作用および挙動を解析し，天然変性タンパク質が有する構造ドメインおよび天然変性領域が果たす協同的役割について研究する．
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| 研究実績の概要 |
細胞内の液－液相分離現象によって，RNAや天然変性タンパク質が膜を有さない構造体（非膜性構造体）を形成する．非膜性構造体を形成する天然変性タンパク質は，立体構造が安定している構造ドメインと柔軟に構造が変化する天然変性領域を持つものが多いことが知られているが，そういった構造的な特徴が非膜性構造体形成において果たす役割については，不明な点が多い．本研究では非膜性構造体の分子動力学シミュレーションを行い，非膜性構造体内部におけるタンパク質の相互作用およびダイナミクスを分子レベルで解明すること目的としている．
本年度は，天然変性領域および構造ドメイン領域を含むタンパク質（FUSやG3BP1，TDP-43など）とRNAにより形成される非膜生構造体の粗視化分子動力学シミュレーションを行った．形成された非膜生構造体内部の密度分布，分子の拡散性，分子間相互作用，構造体の形状などを解析した．タンパク質のみで非膜性構造体を形成するものと，タンパク質のみでは非膜性構造体が形成されずRNA－タンパク質相互作用が非膜性構造体の形成において重要なものを比較することで，タンパク質の種類によって非膜性構造体内部の分子分布が異なることがわかった．タンパク質の種類の違い，構造ドメインや天然変性領域の有無のシミュレーションもいくつか行うことで，構造ドメインと天然変性領域が非膜性構造体の形成メカニズムや非膜性構造体内部の物性に与える影響を分子レベルで明らかにした．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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