種によって異なる低複雑性配列から液-液相分離の分子機構を読み解く

从因物种而异的低复杂性序列中破译液-液相分离的分子机制

• 批准号: 20K06525
• 负责人: 大橋 祐美子
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06525/
• 关键词: 液-液相分離; アミロイド線維; 天然変性蛋白質; 低複雑性配列; Sup35

細胞内には、液-液相分離によって形成される液滴が無数に存在し、その役割は多岐にわたる。液-液相分離の制御メカニズムの解明は、今後の創薬研究の発展に重要であるが、詳細な分子機構は未解明である。本研究は、4種の酵母Saccharomyces cerevisiae(SC)、Kluyveromyces lactis(KL)、Candida albicans(CA)、Schizosaccharomyces pombe(SP) 由来の翻訳終止因子Sup35のN末端天然変性領域(Sup35NM)を用い、液-液相分離のメカニズムの明らかにすることを目的としている。これまでの研究で、出芽酵母SC, KL, CA由来のSup35NMは、液-液相分離において高い温度感受性を示す一方、分裂酵母SP由来のSup35NMは、液-液相分離において、温度感受性が低い事を発見した。３年目の研究では、それら４種のSup35NMの混合することで起こる現象を観察した。細胞内の液-液相分離では、多数の生体分子が共に相分離しており、そこには類似した配列を持つ蛋白質が複数含まれている。Sup35NMを混合する事で、生体内の液-液相分離に近い環境を作り出し、その影響を観察するのが目的である。先ずはこれら４種のSup35NMを混合した時、それらは混合状態で液滴を形成できる事を発見した。配列は異なるものの、アミノ酸組成が類似していれば、共に液滴を形成する事が示された。また、出芽酵母由来のSup35NMはアミロイド形成蛋白質として知られているが、複数のSup35NMを混合する事でそのアミロイド形成に顕著な遅延が見られた。これは複数の相同蛋白質との相互作用が、アミロイド核形成を阻害する事が原因と考えられ、同様の仕組みが細胞内の液-液相分離にも存在すると考えられた。

In the cell, liquid-liquid phase separation is formed, and numerous droplets exist. Liquid-liquid phase separation system is important for the development of innovative research in the future, and the detailed molecular mechanism is still unknown. In this study, four yeast species including Saccharomyces cerevisiae(SC), Kluyveromyces lactis(KL), Candida albicans(CA) and Schizosomyces pombe(SP) were investigated for their N-terminal natural domain (Sup35NM) and for liquid-liquid phase separation. This study revealed that Sup35NM of budding yeast SC, KL, CA origin, high temperature sensitivity in liquid-liquid phase separation, Sup35NM of splitting yeast SP origin, low temperature sensitivity in liquid-liquid phase separation. 3 years of research on the four kinds of sup35 NM mixed phenomenon was observed The liquid-liquid phase separation in the cell results in the separation of most biological molecules and the formation of multiple proteins. Sup35NM mixing, liquid-liquid phase separation in vivo, environmental impact, and other objectives The first four kinds of Sup35NM are mixed, and the second is mixed, and the third is formed. The composition of different acids is similar, and the formation of common droplets is shown. The origin of budding yeast is called sup35 NM, which forms protein and is known as sup35 NM. The interaction between multiple proteins of the same type may cause inhibition of nuclear formation.

项目成果

現代科学・増刊46「相分離生物学の全貌」

现代科学特刊46《相分离生物学概述》

• 发表时间: 2020
• 作者: 西奈美卓;大橋祐美子
• 通讯作者: 大橋祐美子

Local conformation of intrinsically disordered region of Sup35 produces temperature sensitivity of liquid-liquid phase separation.

Sup35 本质无序区域的局部构象产生液-液相分离的温度敏感性。

• 发表时间: 2022
• 作者: Yumiko Ohhashi;Suguru Nishinami;Kentaro Shiraki;Eri Chatani
• 通讯作者: Eri Chatani

天然変性領域の局所構造がSup35の液-液相分離の環境応答性を決定する

自然改性区域的局部结构决定了Sup35液-液相分离的环境响应性

• 发表时间: 2022
• 作者: 大橋祐美子;西奈美卓;白木賢太郎;茶谷絵理
• 通讯作者: 茶谷絵理

Local structure of an intrinsically disordered region of Sup35 causes temperature sensitivity of liquid-liquid phase separation.

Sup35 本质上无序区域的局部结构导致液-液相分离的温度敏感性。

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaki Watanabe;Michiko Fujihara;Tomoharu Motoyama;Mayu Kawasaki;Shoya Yamada;Yuta Takamura;Sohei Ito;Makoto Makishima;Shogo Nakano;Hiroki Kakuta;川﨑真由;Yumiko Ohhashi
• 通讯作者: Yumiko Ohhashi

Sup35の液-液相分離におけるプリオンドメインの役割

朊病毒结构域在Sup35液-液相分离中的作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 大橋祐美子;西奈美卓;白木賢太郎;茶谷絵理
• 通讯作者: 茶谷絵理