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2022 Fiscal Year Annual Research Report

ALS原因蛋白による液液相分離の機能構造連関とその病理的意義の解明

Research Project

Project/Area Number 20H03593
Research InstitutionTokyo Medical University

Principal Investigator

金蔵 孝介  東京医科大学, 医学部, 准教授 (10508568)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 早水 裕平  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (80443216)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsALS / 液液相分離 / C9ORF72 / TDP-43 / 非膜性オルガネラ
Outline of Annual Research Achievements

本年度はC9ORF72ジペプチドが誘導する相分離および細胞毒性におけるスペーサーアミノ酸の役割について検討を行った。Poly(PR)はProのピロリジン環に由来する構造的な剛性のため、酸性分子とのalingmentが悪く、その代わりに多価結合が促進された。一方でpoly(GR)はGlyの持つ柔軟性のため、酸性分子とのalignmentが良好であり、結合エネルギーが高く少数分子と強固に結合し、流動性が低い液滴を形成した。また、Proの持つ多価結合への影響は側鎖の大きさに由来するものではなく、剛性が強く関与することが示唆された。これらについて現在論文投稿中である。また、poly(PR)ペプチドの多価結合が液体・固体界面での液滴の挙動に与える影響について発表した(Chen et al., 2022)。これら一連の研究で得られた液液相分離とALSの関係について、総説を発表した(Kanekura et al., 2022)。
さらにC9ORF72ジペプチドと同様に(XR)nの構造を持つ分子は非膜性オルガネラへ移行しやすいこと、また電荷的に中性となるpoly(DR)は核スペックルへの局在が知られていたが、この局在にはDとRが交互に存在するzwitterion構造を持つことが必要であることを見出し、報告した(Miyagi et al., 2022)。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] How can we interpret the relationship between liquid-liquid phase separation and amyotrophic lateral sclerosis?2022

    • Author(s)
      Kanekura Kohsuke、Kuroda Masahiko
    • Journal Title

      Laboratory Investigation

      Volume: 102 Pages: 912~918

    • DOI

      10.1038/s41374-022-00791-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nuclear microRNAs release paused Pol II via the DDX21-CDK9 complex2022

    • Author(s)
      Ohno Shin-ichiro、Oikawa Keiki、Tsurui Toshiaki、Harada Yuichirou、Ono Kana、Tateishi Mizumo、Mirza Aashiq、Takanashi Masakatsu、Kanekura Kosuke、Nagase Kumiko、Shimada Yoshihisa、Kudo Yujin、Ikeda Norihiko、Ochiya Takahiro、Wang Xiaozhong、Kuroda Masahiko
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 39 Pages: 110673~110673

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110673

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemically oligomerizable TDP-43: a novel chemogenetic tool for studying the pathophysiology of amyotrophic lateral sclerosis2022

    • Author(s)
      Kanekura Kohsuke、Yamanaka Yoshiaki、Miyagi Tamami、Kuroda Masahiko
    • Journal Title

      Neural Regeneration Research

      Volume: 17 Pages: 2434~2434

    • DOI

      10.4103/1673-5374.335803

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Multivalency on Phase-Separated Droplets Consisting of Poly(PR) Dipeptide Repeats and RNA at the Solid/Liquid Interface2022

    • Author(s)
      Chen Chen、Jia Han、Nakamura Yoshiki、Kanekura Kohsuke、Hayamizu Yuhei
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 7 Pages: 19280~19287

    • DOI

      10.1021/acsomega.2c00811

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Patterning and Proportion of Charged Residues in the Arginine-Rich Mixed-Charge Domain Determine the Membrane-Less Organelle Targeted by the Protein2022

    • Author(s)
      Miyagi Tamami、Yamazaki Rio、Ueda Koji、Narumi Satoshi、Hayamizu Yuhei、Uji-i Hiroshi、Kuroda Masahiko、Kanekura Kohsuke
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Pages: 7658~7658

    • DOI

      10.3390/ijms23147658

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 筋萎縮性側索硬化症(ALS)原因ジペプチドリピートの細胞内局在および毒性メカニズムの解明.2023

    • Author(s)
      宮城碧水、金蔵孝介
    • Organizer
      第147回日本薬理学会関東部会
  • [Presentation] アミノ酸の性質から紐解くALS原因ジペプチドリピートの相分離と毒性機構2022

    • Author(s)
      金蔵孝介
    • Organizer
      第16回日本アミノ酸学会
  • [Presentation] Alternating Arg distribution controls phase separation and toxicity of poly(PR).2022

    • Author(s)
      金蔵孝介
    • Organizer
      Neuro2022
  • [Remarks] 東京医科大学分子病理学分野

    • URL

      https://tmumolpathol.sakura.ne.jp

URL: 

Published: 2023-12-25  

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