| 研究課題/領域番号 |
19K07041
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究 |
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研究代表者 |
矢木 真穂 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (40608999)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | アミロイド線維 / 微小重力 |
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| 研究実績の概要 |
タンパク質のアミロイド形成は神経変性疾患等の発症と関わっており、その分子機構を明らかにすることは薬学領域においても重要な課題である。タンパク質の分子間相互作用から線維形成に至るプロセスには、タンパク質を取り巻く様々な環境因子が複雑に関わっており、それらの寄与を考慮しない限りアミロイド形成機構の真の理解は不可能である。本研究では、タンパク質分子を取り巻く環境を考慮した構造解析によるアミロイド線維形成機構の解明を目的とする。
2019年度は、アルツハイマー病の発症に関わるアミロイドβをモデル分子として、対流等による溶液内ミクロ環境の揺らぎを考慮した構造解析を実施するため、微小重力環境がアミロイド線維形成に与える影響を調べた。宇宙空間では重力の影響による対流や沈降の影響を排除できることに着目し、国際宇宙ステーション「きぼう」を利用した微小重力下におけるアミロイド線維形成と、地上におけるアミロイド線維形成の比較を行った。その結果、アミロイドβのアミロイド線維形成速度は、地上に比べて微小重力環境の方が遅いことが判明した。また、微小重力下で形成した線維の構造多型の分布は、地上で形成されたものとは異なっており、地上ではみとめられなかった特徴を有するプロトフィブリル間相互作用が生じていることも明らかとなった。
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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
本研究の目的の一つである、対流等による溶液内ミクロ環境の揺らぎを考慮した構造解析の実施に関して、微小重力環境におけるアミロイド線維形成実験を実施し、地上（重力環境下）での線維形成との相違点を浮き彫りにすることができた。したがって、現在までの研究はおおむね順調に進捗しているものと判断できる。ただし、微小重力条件下では地上のものよりも均一性の高いアミロイド線維が得られると当初期待したが、実際には構造多型性を示していた。そのため、固体NMRを用いた精密構造解析に当初の予定より時間を要している。
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| 今後の研究の推進方策 |
対流等による溶液内ミクロ環境の揺らぎを考慮した構造解析に関しては、地上のものとは異なり、微小重力環境下でのみ形成したアミロイド線維に着目し、クライオ電子顕微鏡および固体NMRを用いた構造解析を継続する。
さらに、アミロイド線維形成において溶液－膜界面での空間限定がもたらす効果や、生体内における共存分子や膜成分との特異的・非特異的相互作用を考慮して線維形成機構を詳細に検討して分子会合機構の実態解明に迫る。
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