研究課題
遺伝子の変異等によりタンパク質がフォールディング異常を起こすと、正常タンパク質との異常な相互作用により、神経細胞死をともなう神経変性疾患を引き起こす。このとき、多くの場合、病因タンパク質はβシート構造を重ね合わせた形でアミロイド様に凝集して行く。その結果、神経細胞には、病因タンパク質を含む不溶性封入体が形成される。異常タンパク質の凝集は、タンパク質の変性→初期凝集体（オリゴマー）の形成→封入体の形成の順で起こるが、最近の研究から、病因タンパク質のオリゴマーが、強い細胞毒性を示すことが示唆されてきている。よって、このオリゴマーを分解して減らすことができれば、異常タンパク質の毒性を防止できる可能性が高い。このとき、凝集は、微小管依存的におこり、封入体の形成はオリゴマーを減少させ、その細胞毒性を防ぐものと考えられる。そこで、筋萎縮性側索硬化症（ALS）の原因タンパク質である変異型SOD1をモデルタンパク質として、培養細胞の系で凝集体の分解メカニズムの解析を行った。その結果、変異型SOD1の凝集の度合いは比較的弱いことや、細胞内に変異型SOD1よりも強く凝集するタンパク質が存在していることが示唆された。変異型SOD1は他のタンパク質と共に凝集するが、強く凝集しているタンパク質の間をぬけて脱凝集できるものと考えられた。また、強く凝集したタンパク質も時間の経過とともに脆くなり、小さな凝集体に分散後、分解されてゆくものと考えられた。さらに、通常のオートファジーとは違った、シャペロン介在性オートファジーの変異型SOD1分解への関与も示唆された。
2: おおむね順調に進展している
本研究は、フォールディング異常を起こした変性タンパク質がどのように分別されて、分解されて行くのかを、培養細胞を用いたモデル系を用いて明らかにすることを目的としている。初年度は、変異型SOD1をモデルタンパク質として、細胞内での脱凝集過程を明らかにできた。また、変異型SOD1分解経路の一つとして、シャペロン介在性オートファジーの関与も示唆された。よって、本研究の目的の第一段階を達成できたものと考えられ、おおむね順調に進展していると言える。
変異型SOD1をモデルタンパク質として、細胞内において、封入体やオリゴマーの量や大きさ、内部構造などが、時間経過を追ってどのように変化するのか詳しく調べる。このため、動的蛍光イメージングにより解析を行う。これらのデータと生化学的な解析のデータから、脱凝集過程の時空間的な詳細を明らかにする。さらに、シャペロン介在性オートファジーの変異型SOD1の分解への関与についても、より詳しく解析する。
研究の途中で、当初に予想していなかった新たな知見が得られ、その新たな知見に対応するため、実験手法の見直しを行ったところ、当初の計画より比較的費用のかからない手法を中心に用いることとなり、研究費の一部が残額として残った。
次年度は、当初計画に加えて、初年度に得られた新たな知見を解析するための高度な実験手法を加えることで、初年度の残額分を次年度分に加えた額で使用したい。
すべて 2014
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)
J. Biol. Chem.
巻: 289 ページ: 9880-9886
10.1074/jbc.M114.553255.
