金属イオン修飾を利用した液-液相分離液滴の構造多型解析

金属离子修饰液-液相分离液滴的结构多态性分析

• 批准号: 22KJ0024
• 负责人: 川向 ほの香
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0024/
• 关键词: 液-液相分離; アミロイド; NMR; SAXS

生体分子の流動的な相互作用によって特定の分子が集合し、周囲から隔離された液滴領域が形成される「液-液相分離 (LLPS)」は、細胞内の転写制御おいて重要である一方、筋萎縮性側索硬化症 (ALS) などの神経難病の発症との関連が示唆されている。天然変性領域を有するFused in sarcoma (FUS) は、このようなLLPSを示すタンパク質で、一定の濃度以上では自己会合して液滴を形成するものの、制御因子Kapβ2が結合することで液滴形成が抑制され、その平衡状態が制御されている。一方、ALS患者でみられるC9orf72遺伝子への繰り返し挿入配列から産生される(Pro-Arg)nポリジペプチド (PRn) 存在下では、このFUSの液滴内部にPRnが取り込まれることにより液滴が長時間安定に形成され、液滴内部でFUSが凝集し、アミロイド化する。つまり、PRnが存在することで、FUSの単分散と液滴の平衡を制御するKapβ2の機能が阻害されると想定される。本研究では、制御因子Kapβ2とFUSの相互作用に対してPRnが与える影響について検討することで、PRnが細胞内のLLPS制御を破綻するメカニズムの解明を目指す。さらに、PRn存在下における細胞内でのFUSの動態を明らかにすることで、ALSの発症メカニズムの一端が明らかになると期待される。昨年度はPRによるKapβ2の機能阻害のメカニズムを明らかにするために核磁気共鳴 (NMR) 法などを用いた解析を行い、その成果の一部を学会で発表した。

Born of molecular flow の な interaction に よ っ て set specific molecular が の し, zhou 囲 か ら isolation さ れ た droplet field が formed さ れ る "liquid - liquid separation (LLPS)" は, intracellular の planning write suppression お い て important で あ る side, atrophic amyotrophic lateral sclerosis (ALS) Youdaoplaceholder0 と the pathogenesis of the <s:1> Shinto disease と is related to が and されて る る. in the field of natural variations を there is するFused in sarcoma (FUS). は, こ の よ う な LLPS を shown す タ ン パ ク で, certain の concentration above で は meet their し を て droplets formed す る も の の, suppression factor Kap beta 2 が combining す る こ と で droplet formation が inhibit さ れ, そ の equilibrium が suppression さ れ て い る. Side, ALS patients で み ら れ る C9orf72 heritage 伝 son へ の Qiao り return し scions into the match column か ら produce さ れ る (Pro - Arg) n ポ リ ジ ペ プ チ ド (PRn) Presence of で は, こ の FUS の droplet internal に PRn が take り 込 ま れ る こ と に よ り droplet が long stable に form さ れ, droplet internal で FUS が agglutination し, ア ミ ロ イ ド change す る. つ ま り, PRn が exist す る こ と で, FUS の 単 scattered と droplet の balance を suppression す る Kap beta 2 の function が resistance against さ れ る と scenarios さ れ る. This study で は, suppression factor Kap beta 2 と FUS の interaction に し seaborne て PRn が and え る influence に つ い て beg す 検 る こ と で, PRn が intracellular の LLPS suppression を flaw す る メ カ ニ ズ ム の interpret を refers す. さ ら に, presence of PRn に お け る intracellular で の FUS の dynamic を Ming ら か に す る こ と で, ALS の 発 disease メ カ ニ ズ ム の end が Ming ら か に な る と expect さ れ る. Yesterday annual は PR に よ る Kap beta 2 の function resistance against の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に す る た め に nuclear magnetic 気 resonance (NMR) method な ど を with い た parsing を い, そ の results の a を learn で 発 table し た.

项目成果

Mechanistic insight into regulation and dysregulation of liquid-liquid phase separation of FUS

FUS 液-液相分离调节和失调的机制见解

• 发表时间: 2021
• 作者: Honoka Kawamukai;Tomohide Saio;Koichiro Ishimori
• 通讯作者: Koichiro Ishimori

PRn inhibits the binding of KapB2 to FUS

PRn 抑制 KapB2 与 FUS 的结合

• 发表时间: 2021
• 作者: Honoka Kawamukai;Koichiro Ishimori;Tomohide Saio
• 通讯作者: Tomohide Saio