再構成系を用いたアミロイド伝播の統合的理解

本研究では、独自の酵母プリオンSup35および神経変性疾患原因タンパク質の実験系と全反射照明顕微鏡やクライオ電子顕微鏡、核磁気共鳴法(NMR)などの生物物理学的手法からアミロイドの生成および脱凝集過程を統合的に理解することを目指した。本年度は、NMRで同定したSup35NMタンパク質内の各シャペロンの結合部位を利用した実験を進めた。これまでの研究でシャペロン結合部位がコア構造に入り込んでいるためシャペロン群によって認識されずに脱凝集されにくいことが示唆されている変異体アミロイドを脱凝集させることに成功した。また、プロテアーゼ含有ハイブリッド型の酵素を用いて、その変異体アミロイドを選択的に分解させることができた。特に、新たに付加させたシャペロン結合部位が露出しているために変異体アミロイドに対してシャペロン結合が実際に促進することで、脱凝集や分解の効率が著しく増大したことを、蛍光色素を用いたアッセイや全反射照明蛍光顕微鏡を用いたタイムラプスのイメージング実験から明らかにした。さらに、神経変性疾患の病態解明を目指し、様々な構造をもつアミロイドを作成する手法を確立させた。クライオ電子顕微鏡を含む生物物理学的手法による精密測定からその構造が患者脳由来のアミロイド線維構造と同一であることを見い出した。また、各種アミロイド多型を作成し、そのアミロイドを異なるセットの複数のシャペロン群を用いた実験を行ったところ、脱凝集されることが示唆された。

本研究では、独自の酵母プリオンSup35および神経変性疾患原因タンパク質の実験系と全反射照明顕微鏡やクライオ電子顕微鏡、核磁気共鳴法(NMR)などの生物物理学的手法からアミロイドの生成および脱凝集過程を統合的に理解することを目指した。本年度は、NMRで同定したSup35NMタンパク質内の各シャペロンの結合部位を利用した実験を進めた。これまでの研究でシャペロン結合部位がコア構造に入り込んでいるためシャペロン群によって認識されずに脱凝集されにくいことが示唆されている変異体アミロイドを脱凝集させることに成功した。また、プロテアーゼ含有ハイブリッド型の酵素を用いて、その変異体アミロイドを選択的に分解させることができた。特に、新たに付加させたシャペロン結合部位が露出しているために変異体アミロイドに対してシャペロン結合が実際に促進することで、脱凝集や分解の効率が著しく増大したことを、蛍光色素を用いたアッセイや全反射照明蛍光顕微鏡を用いたタイムラプスのイメージング実験から明らかにした。さらに、神経変性疾患の病態解明を目指し、様々な構造をもつアミロイドを作成する手法を確立させた。クライオ電子顕微鏡を含む生物物理学的手法による精密測定からその構造が患者脳由来のアミロイド線維構造と同一であることを見い出した。また、各種アミロイド多型を作成し、そのアミロイドを異なるセットの複数のシャペロン群を用いた実験を行ったところ、脱凝集されることが示唆された。