タンパク質恒常性に関わる天然変性タンパク質の網羅的解析

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22KJ0830
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石塚 達也 東京大学, 定量生命科学研究所, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Keywords: 天然変性タンパク質 / CRISPRスクリーニング / RNA-seq

Outline of Annual Research Achievements

ヒトには超天然変性タンパク質が数百種類存在すると予測されているが、機能については不明な点が多い。本申請課題はこれらの細胞内での重要性と機能の解明を目的としている。近年報告された超天然変性タンパク質であるHeroタンパク質の重要性に着目し、細胞の生存に重要なタンパク質を網羅的に同定することで、超天然変性タンパク質の細胞における重要性を明らかにすることができるのではないかと考えた。
まず、HEK293T細胞とCRISPR-Cas9システムを用いてヒトの約2万個の遺伝子をターゲットとしたゲノムワイドスクリーニングを行い、タンパク質の生存における重要性を網羅的に明らかにした。
当該年度はこのスクリーニングの結果から高い重要度が示された超天然変性タンパク質に着目し、機能の解析を行った。最初にスクリーニングの結果から得られた細胞の生存に重要な超天然変性タンパク質における共通の特徴を解析したが、アミノ酸組成や局在の偏りは見られなかった。その他の特徴があると考えられ、更に詳細な解析が必要だと考えられる。
次にスクリーニングで同定した生存に重要な超天然変性タンパク質を個別に選択し、ノックダウン後の複数のタイムポイントにおける遺伝子発現の変化をRNA-seqを用いて解析した。解析の結果、複数のリボソーム生合成関連因子の発現低下を含む多くの遺伝子発現変動を確認した。また、選択した超天然変性タンパク質にタグをつけたイメージング解析も行い、核での局在を確認した。