細胞内相分離における分子配向の役割

分子取向在细胞内相分离中的作用

• 批准号: 22K14018
• 负责人: 横田 宏
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14018/
• 关键词: 細胞内相分離

真核細胞の細胞内相分離 (タンパク質の液滴形成)において、タンパク質間に働く引力だけではなく、タンパク質の分子配向を揃える相互作用が重要であることが示唆されているが、その影響は今まで議論されていない。本年度は、分子配向の影響が液滴形成の条件に及ぼす影響を定性的に調べるため、タンパク質の濃度と配向とを変数とする場の理論モデルを構築した。構築したモデルから、安定かつ正確な計算手法 (Susanta K. Das and Alejandro D. Rey)を用いて、相図を描き、分子配向の効果によって相分離領域が広がることを確認した。従来の細胞内相分離のモデル(Flory-Huggins理論)においては一様な液体状態を示すパラメータ領域であっても、配向の効果を取り入れた本研究のモデルでは、相分離を引き起こす。今回のモデルでの相分離領域では、分子配向が揃っている相とランダムな相との相分離をも記述する。今までの細胞内相分離の理解においては、Flory-Huggins理論を用いて得られた相分離領域に系が侵入することで、単にタンパク質の液滴が形成されるというものであった。ところが、本年度に導いた結果は、従来のモデルにおける相分離領域に系が侵入する前の段階で、配向が揃う相が現れることを示唆する。すなわち、細胞内相分離のメカニズムにおいては、液滴形成の前段階などで配向の揃った状態 (ネマチック状態)を経由したのちに液滴形成を引き起こすことが考えられる。また、上で構築したタンパク質の二変数モデルをベースとして、タンパク質の濃度と配向とを変数とするタンパク質溶液の理論モデルを構築した。これにより、より実際の細胞に近い状況の相図を描くための準備が整った。

In eukaryotes, phase separation (droplet formation) is important for molecular alignment and interaction between molecules. This year, the molecular alignment of the impact of droplet formation conditions and qualitative adjustment, quality and concentration of the field theory to build A method of correct calculation for constructing (Susanta K. Das and Alejandro D. Rey), phase alignment, phase separation, domain identification The phase separation theory (Flory-Huggins theory) of the intracellular phase separation in the future shows that the phase separation in the intracellular phase separation is caused by the phase separation in the cellular phase separation. This paper describes the phase separation domain of molecular alignment and phase separation. The current understanding of phase separation in cells is based on the Flory-Huggins theory, which is used to obtain the domain of phase separation, which is the domain of invasion, separation and droplet formation. This year's results show that the phase separation field is the previous stage of invasion and alignment. The phase separation in the cell is the first phase of droplet formation, and the orientation of droplet formation is the first phase of droplet formation. The theoretical structure of the solution is constructed according to the concentration and orientation of the substance. In this case, the cells in the middle of the day are ready for the whole process.