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

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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。