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タンパク質は細胞内のさまざまなイベントに関わる重要な分子である。したがって、狙ったタンパク質の機能を外部から自在に操作する事ができれば、タンパク質機能の解明や細胞機能の制御が可能になると期待される。本研究では、細胞内の特定のタンパク質機能を外部から制御するための汎用的な化学遺伝学ツールの作製を目的とする。そのための戦略として、細胞内で自己組織化する人工的なメンブレンレスオルガネラを作製し、その中にタンパク質を閉じ込めることでタンパク質を不活性化しておき、その後、外部から少分子化合物の添加によってタンパク質を放出させることで活性化させることを考えた。オルガネラ形成ドメインとして、オリゴマータンパク質を遺伝子工学的にタンデムに結合させた自己組織化タンパク質を設計した。これとプロテアーゼおよび化学二量体形成(CID)システムを用い、小分子を添加した場合にのみプロテアーゼによる切断を引き起こすことで、メンブレンレスオルガネラから特定のタンパク質を放出することに成功した。放出するタンパク質としてシグナル分子を導入すると、小分子の添加によって細胞内シグナルを活性化し、細胞の形態変化等が見られた。本システムは、人工的なコンパートメントへの取り込みと放出を駆動力とするため、立体構造を問わずキナーゼ、GTPアーゼなどさまざまなタンパク質に対して応用することができると期待される。したがって、本システムは生命研究において有用なツールになると期待される。
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