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2023 年度 実績報告書

超天然変性タンパク質の個体レベルでの生理機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K19246
研究機関北海道大学

研究代表者

中川 真一  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (50324679)

研究分担者 泊 幸秀  東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (90447368)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワード超天然変性タンパク質 / ゲノム編集 / 相分離
研究実績の概要

最近になって、高等真核生物のゲノムには全長に渡って特定の構造をとらないと予測される超天然変性タンパク質が多数コードされていること、それらの中には、各種タンパク質を熱変性や乾燥などのストレスから保護したり、病原性凝集体の形成を強力に阻害したりする活性を持つものがあることが明らかとなってきた。本研究においては、これら超天然変性タンパク質の変異マウスを作製し、その表現型解析を行うことで生理機能を明らかにすることを目的としている。その結果、Hero11とHero45のノックアウトマウスが胎生致死となることが明らかとなった。また、近位ビオチンラベル法により、Hero11は核小体のタンパク質をクライアントとしていることが明らかとなった。そこで、それらのタンパク質と蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現するベクターを作製し、野生型マウスから得られたES細胞およびノックアウトマウスから得られたES細胞に導入して、その動態に変化が見られるかどうか検討した。その結果、通常の培養条件では大きな差は見られないものの、酸化ストレスを与えたときに、その動態が亢進、あるいは抑制されることがわかった。これらの結果は、Hero11は特定のクライアントタンパク質の細胞内相分離を促進してその動態を抑制する一方で、別のクライアントに対してはむしろ分子運動を促進する潤滑剤のような働きをしていることを示していた。また、Heroタンパク質以外の新たな天然変性タンパク質群のノックアウトマウスを作製したところ、少なくとも2つの遺伝子のノックアウトマウスが胎生致死となることが明らかとなった。これらの結果から、全長にわたって構造を取りにくい配列からなる「超」天然変性タンパク質が重要な生理機能をになっていることが明らかとなった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Nondomain biopolymers: Flexible molecular strategies to acquire biological functions2023

    • 著者名/発表者名
      Arakawa K, Hirose T, Inada T, Ito T, Kai T, Oyama M, Tomari Y, Yoda T, Nakagawa S.
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 28 ページ: 539-552

    • DOI

      10.1111/gtc.13050

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Hero11 is a novel nucleolar disordered protein essential for mouse development2023

    • 著者名/発表者名
      Riko Okabe, Kotaro Tsuboyama, Yukihide Tomari, and Shinichi Nakagawa
    • 学会等名
      RNA 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Hero11 is a novel nucleolar disordered protein essential for mouse development2023

    • 著者名/発表者名
      Riko Okabe, Kotaro Tsuboyama, Yukihide Tomari, and Shinichi Nakagawa
    • 学会等名
      RNA granule meeting
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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