一重項酸素を活用した細胞内タンパク質間相互作用ダイナミクス解析法の創成

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22KJ0264
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 中根 啓太 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Keywords: タンパク質間相互作用 / プロテオミクス / タンパク質修飾 / 近接標識

Outline of Annual Research Achievements

本申請研究は、光触媒を用いたタンパク質近接標識技術とプロテオミクス解析技術を組み合わせることでタンパク質間相互作用を解析する技術の創出を目的とした。
2022年度において、光触媒の選定および細胞内局所空間でのタンパク質修飾反応制御に成功した。具体的には、核に光触媒を局在させた後にヒスチジン残基近接修飾反応を実施することで、細胞内の核を選択的に化学修飾することに成功した。さらに、副次的な成果として、光触媒を複数検討することで、チロシン残基修飾反応を選択的に進行させる触媒、およびヒスチジン残基修飾反応を選択的に進行させる触媒を見出した。さらに、開発した細胞内局所空間での反応制御を応用して、プロテオミクス解析のためのサンプルサンプル調製に応用した。
一方で、本技術を確立、さらに発展させるためには、多くの条件検討・プロテオミクスサンプル調製・解析等のハイスループット化は重要であると考えた。2023年度では、申請者はハイスループットな実験技術を身に着けるために、2023年5月-3月の10カ月間、米国アルバートアインシュタイン医科大学に留学した。また、本申請研究において重要である、プロテオミクス、および周辺領域である創薬科学の知識・技能を深めることができた。さらに、マウスを用いた薬物投与実験（動物実験）を実施したことで、本申請研究で開発したタンパク質間相互作用解析技術を、動物レベルで応用するために必要な知識・技能を身に着けることができた。