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【本学研究者情报】

〇多元物质科学研究所　教授　米仓功治

【概要】

京都大学大学院理学研究科 関山直孝 助教、児玉高志 同研究員（研究当時、現：大阪大学蛋白質研研究所）、杤尾豪人 同教授、理化学研究所放射光科学研究センター 高場圭章 基礎科学特別研究員、眞木さおり 同研究員、米倉功治 グループディレクター（东北大学多元物质科学研究所 教授を併任）らの共同研究グループは、筋萎縮性側索硬化症（ALS: Amyotrophic lateral sclerosis）^※1の発症に関わる機構として、T-cell intracellular antigen-1（TIA-1）のプリオン様ドメインに生じるアミノ酸変異が高密度な凝縮構造を形成することがその一因となっていることを解明しました。

细胞质に形成されるストレス颗粒（厂骋蝉）の主要な构成因子の一つである罢滨础-1は、特定の立体构造を持たない天然変性タンパク质领域^※2であるプリオン様ドメイン（PLD）を持ちます。TIA-1のPLDには、神経変性疾患の一種である筋萎縮性側索硬化症（ALS）に関するアミノ酸変異（ALS変異）が確認されていましたが、これらの変異がどのように病気を引き起こすのかはわかっていませんでした。本研究では、核磁気共鳴法（NMR: Nuclear magnetic resonance）^※3や分子动力学シミュレーション^※4、そして3次元电子线结晶构造解析^※5を用いて、础尝厂変异が引き起こす微细な构造変化を明らかにしました。この成果は、罢滨础-1が形成する凝缩构造を标的とした础尝厂治疗薬の开発などに贡献することが期待されます。

本研究成果は、2022年9月16日（米国東部時間）に米国科学雑誌「Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America」に公開されました。

図：罢滨础-1の液滴形成は阶层的なメカニズムで制御されており、础尝厂変异は周辺领域のステッカー&补尘辫;スペーサー骨格を変化させ高密度な凝缩构造を诱起していました。

【用语解説】

※1 筋萎縮性側索硬化症（ALS: Amyotrophic lateral sclerosis）：
運動を司る神経（運動ニューロン）が障害を受け、筋肉が動かせなくなる病気。ALSのうち約5%は家族歴を伴い、家族性ALSと呼ばれる。TIA-1のアミノ酸変異も家族性ALSの遺伝子解析から見つかっている（Mackenzie et al. 2017 Neuron）。

※2 天然変性タンパク質領域：
一般的なタンパク质はポリペプチド锁が折り畳まれ特定の立体构造をとるが、天然変性タンパク质领域は特定の立体构造をとらず、ランダムコイル状の不规则な立体构造をとる。

※3 核磁気共鳴法（NMR: Nuclear magnetic resonance）：
强い磁场中に置かれた原子核に电磁波を照射することで起こる核スピンの共鸣现象を利用し、タンパク质分子の构造や运动性を解析する手法。

※4 分子動力学シミュレーション：
タンパク质分子を构成する原子1つ1つに対して、古典力学におけるニュートンの运动方程式を解くことで、分子の立体构造の时间変化を解析する计算机シミュレーション手法。

※5 3次元電子線結晶構造解析：
電子顕微鏡を用い、結晶に電子線を当てることで電子線回折を起こし、構造情報を得る手法。電子顕微鏡を用いるため、微小な結晶（100 nm?1 μm程度）でも回折情報を得ることができる。

详细（プレスリリース本文）

※内容および详细（プレスリリース本文）PDFを一部修正しました（2022年10月5日）

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
教授　米仓　功治（よねくら　こうじ）
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（*を蔼に置き换えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
広报情报室
电话　022-217-5198
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（*を蔼に置き换えてください）