アミロイド形成を理解する相分離仮説の実証と共溶質の開発

本研究では、アミロイド線維による固い凝集体の形成の途中に液滴を形成するという仮説を実証することを目的としている。タンパク質分子間の相互作用を可視化し、同時に制御するために、申請者がこれまで開発してきた凝集抑制剤を用いる。初年度の目標として、酵母プリオンSup35を対象に、このタンパク質が液滴や凝集体などの集合状態を形成する条件を明らかにし、それぞれの形成に共溶質が影響をおよぼすかどうかを定量化できるかどうかを実験した。Sup35は線維の形成の鍵となるNMドメインに、精製しやすいための7残基のヒスチジンからなるヒスチジンタグを結合させたSup35NM-7Hisを対象にした。このタンパク質を精製し、液滴や凝集体を形成をさせる条件をさまざまな添加剤の共存化で探索した。その結果、特定のタイプの中性クラウダーを共存させることでSup35NM-7Hisが液滴を形成させる条件を明らかにすることができた。液滴を形成させる条件の中でも、中性クラウダーの構成単位となる化合物では液滴を形成しないことも確認できた。以上の結果、溶液添加剤を組み合わせることで、液滴を形成させる条件や、凝集体を形成させる条件を明らかにすることができた。予想していなかった欠陥として、Sup35NM-7Hisが液滴を形成する条件で塩化ナトリウムを添加すると時間とともにゲルのような状態に成熟するような挙動も観察することができた。一方で、電荷を持つポリマーの効果を調べると、Sup35NM-7Hisと会合することで液滴ではなく凝集体になる傾向が高かった。以上の結果、時間的な経緯として先に液滴を形成し、その後、凝集体を形成していくような成熟させる条件も明らかにすることができた。

本研究では、アミロイド線維による固い凝集体の形成の途中に液滴を形成するという仮説を実証することを目的としている。タンパク質分子間の相互作用を可視化し、同時に制御するために、申請者がこれまで開発してきた凝集抑制剤を用いる。初年度の目標として、酵母プリオンSup35を対象に、このタンパク質が液滴や凝集体などの集合状態を形成する条件を明らかにし、それぞれの形成に共溶質が影響をおよぼすかどうかを定量化できるかどうかを実験した。Sup35は線維の形成の鍵となるNMドメインに、精製しやすいための7残基のヒスチジンからなるヒスチジンタグを結合させたSup35NM-7Hisを対象にした。このタンパク質を精製し、液滴や凝集体を形成をさせる条件をさまざまな添加剤の共存化で探索した。その結果、特定のタイプの中性クラウダーを共存させることでSup35NM-7Hisが液滴を形成させる条件を明らかにすることができた。液滴を形成させる条件の中でも、中性クラウダーの構成単位となる化合物では液滴を形成しないことも確認できた。以上の結果、溶液添加剤を組み合わせることで、液滴を形成させる条件や、凝集体を形成させる条件を明らかにすることができた。予想していなかった欠陥として、Sup35NM-7Hisが液滴を形成する条件で塩化ナトリウムを添加すると時間とともにゲルのような状態に成熟するような挙動も観察することができた。一方で、電荷を持つポリマーの効果を調べると、Sup35NM-7Hisと会合することで液滴ではなく凝集体になる傾向が高かった。以上の結果、時間的な経緯として先に液滴を形成し、その後、凝集体を形成していくような成熟させる条件も明らかにすることができた。