2022 Fiscal Year Annual Research Report
Collection, characterization and prediction of the unexplored proteins
| Project Area | Multifaceted Proteins: Expanding and Transformative Protein World |
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| Project/Area Number |
20H05932
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
太田 元規 名古屋大学, 情報学研究科, 教授 (40290895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福地 佐斗志 前橋工科大学, 工学部, 教授 (70360336)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 天然変性タンパク質 / ノンコーディングRNA / データベース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
教科書的な翻訳ルールに従って生合成され，自発的に固い構造に折りたたまるという古典的描像の埒外にあるタンパク質が近年存在感を増している．ノンコーディングRNAや非典型的な翻訳機構に由来するタンパク質を対象とした予備的な解析では，それらの多くは比較的短い天然変性タンパク質であった．反復配列，低複雑性配列を含む天然変性タンパク質が翻訳後修飾などを契機として液-液相分離を引き起こして液滴を形成し，機能することも話題となっている．つまり本領域で研究対象とする未開拓タンパク質の多くは，天然変性タンパク質だと考えられる．その構造・機能を理解するためには，対象となるデータを集めて編集し，情報解析する必要がある．
2022年度は前年度に結成した研究推進チームをフル活用し，データベース開発と情報解析を実施した．データベース開発では前年に開発を開始した天然変性タンパク質が機能する様子を視覚化するためのシステム作りを加速化し，このシステムを利用したアノテーションにも力を入れた．情報解析ではAlphaFold構造を利用した条件付折りたたみ領域（Protean Segment:ProS）の予測構造評価や，液ー液相分離に関与するタンパク質の配列解析を行った．AlphaFoldはProSが長いヘリックスなどであれば精度良く予測することや，FUSなどの単独でも液ー液相分離が起こるタンパク質の低複雑性領域はアミノ酸組成が異なることを発見した．領域内の他の班で扱うデータも解析を実施し，翻訳アレスト配列やストップコドンリードスルーが起きるタンパク質の構造を調査した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究推進チームが順調に活動しており，システム開発，アノテーション，データベース開発が軌道に乗っている．情報解析についても条件付折りたたみ領域や液ー液相分離するタンパク質について論文発表を行うことができた．当初考えていたよりも，天然変性タンパク質の状態遷移をフォーマット化するのは単純ではなかったこと，これによりシステム開発工程は幾分複雑なものに成らざるを得ないこと，は不測の事態であった．しかしこれを乗り越えることで当初想定していたよりも実り多い成果が得られると期待している．また，2022年度11月にデータベースサーバが外部からアタックされるという被害が生じたが，数ヶ月をかけて堅牢なシステムを再構築することができている．
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| Strategy for Future Research Activity |
データベース開発，情報解析をこれまで通りに進めていく．データベース開発では蓄積されつつあるアノテーション結果を公開すべく準備を進めていく．情報解析については，ノンコーディングRNA由来のタンパク質など，ホモログが少ないタンパク質で天然変性タンパク質の予測結果が予測ツールによって大きく変わることなどを追求し，論文化を進める予定である．
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[Journal Article] Structures and mechanisms of actin ATP hydrolysis2022
Author(s)
Kanematsu Yusuke、Narita Akihiro、Oda Toshiro、Koike Ryotaro、Ota Motonori、Takano Yu、Moritsugu Kei、Fujiwara Ikuko、Tanaka Kotaro、Komatsu Hideyuki、Nagae Takayuki、Watanabe Nobuhisa、Iwasa Mitsusada、Ma?da Yuichiro、Takeda Shuichi
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 119
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 天然変性タンパク質データベース：IDEAL2022
Author(s)
ANBO Hiroto, SAKUMA Koya, KADO Yumiko, SAKAMOTO Shigetaka, HOSODA Kazuo, SHIKAMA Noriko, DAIYASU Hiromi, TAKAGI Daisuke, YAMAGUCHI Atsuko, HATANAKA Hideki, KOIKE Ryotaro, HIROAKI Hidekazu, FUKUCHI Satoshi, OTA Motonori
Organizer
トーゴーの日シンポジウム
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