公募研究
学術変革領域研究(A)
細胞中には、液－液相分離によって生じる膜のない小器官が存在する。細胞内に含まれる分子Xによって膜のない小器官は制御されていると考えられる。本研究では、アミノ酸ペアの結合エネルギーの計算法を用いて、機能未知の非ドメイン型タンパク質の中から、液－液相分離するタンパク質に結合し、この液－液相分離状態の形成を制御するものを予測し見つけ出す。続いて、光ピンセット顕微鏡、単分子蛍光顕微鏡、分子動力学シミュレーションを組み合わせ、この液－液相分離の促進・消失のメカニズムを解明する。
細胞中には、液－液相分離によって生じる膜のない小器官が存在する。細胞内に含まれる分子Xによって膜のない小器官は制御されていると考えられる。本研究では、アミノ酸ペアの結合エネルギーの計算法を用いて、機能未知の非ドメイン型タンパク質の中から、液－液相分離するタンパク質に結合し、この液－液相分離状態の形成を制御するものを予測し見つけ出すことを目的とした。また、光ピンセット顕微鏡、単分子蛍光顕微鏡、分子動力学シミュレーションを組み合わせ、この液－液相分離の促進・消失のメカニズムの解明を目的とした。当該年度は、まず、アミノ酸ペアの結合エネルギーの計算法の精度を向上させ、液－液相分離状態に取り込まれるタンパク質の実験データを再現できることを確認した。続いて、機能未知の非ドメイン型タンパク質の中から、液－液相分離するタンパク質に結合するものを探索するプログラムを作成した。次に、開発した光ピンセット顕微鏡による相分離状態の力学計測を行った。まず、相分離タンパク質を大腸菌で発現し、液体クロマトグラフィーで精製した。次に、相分離タンパク質に直鎖状高分子PEGを介してビーズに連結した。続いて、昨年度開発した光ピンセット顕微鏡を用いて、相分離状態内でビーズに連結したタンパク質分子を一方向に引っ張りながら、分子にかかる力を計測した。続いて、単分子蛍光顕微鏡を用いて、相分離状態内での相分離タンパク質や様々なタンパク質（非ドメイン型タンパク質を含む）の動きを計測した。斜光照明と呼ばれるシート状の照明を用いて、単分子レベルでの計測を行った。相分離タンパク質間の結合力と分子の動きの結果を統合し、その関連性を考察した。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2023 2022 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 2件、 招待講演 12件) 備考 (2件)
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