分子生物学グループ

多機能タンパク質Praja1の機能解析

研究概要

分子生物グループでは、細胞内の働き手であるタンパク質の機能解析を通じて、生命を分子レベルで理解しようと日々研究を進めています。現在は、2つの分子機能を併せ持つPraja1と呼ばれるタンパク質を対象分子としています。Praja1は、不要になったタンパク質を認識して分解へ導く「E3ユビキチンリガーゼ」としての側面、そして細胞核のDNAを損傷から守る「DNA保護タンパク質」としての側面を持ち、両側面から包括的に研究を進めています。

Praja1の2つの分子機能の概要

「E3ユビキチンリガーゼ」としてのPraja1

生体内のタンパク質は、いつ・どこで・どのくらい発現するかが、厳密に制御されています。その中で不要になったタンパク質を分解へと導く酵素種としてE3ユビキチンリガーゼ (E3酵素) が知られています。E3酵素の働きが不十分であると、毒性のあるタンパク質ゴミが蓄積してしまい、疾患の発症や老化に繋がるとも考えられています。

取り分け、Praja1は神経変性疾患に共通して見られる凝集性タンパク質 (α-Synuclein, TDP-43, FUSなど) を幅広く認識・分解することから、疾患の発症・進行に対して抑制的に働くと示唆されています。私たちは、Praja1がアルツハイマー病など神経変性疾患で凝集するTauタンパク質をも認識・分解することを新たに見出しました1。現在は、Praja1とTauの相互作用を深堀するとともに、この性質を応用し、研究室内の電気化学グループとの共同研究として、Praja1を援用したバイオセンサーの開発にも取り組んでいます2。

「DNA保護タンパク質」としてのPraja1

細胞内のDNAは、日々、様々な要因で損傷を受けています。体内の代謝活動で生じる活性酸素種といった内的要因に加え、紫外線、癌の放射線治療といった外的要因にもさらされています。更には宇宙進出時に浴びる宇宙線もDNAを傷付けるため、将来的に人類が宇宙空間での快適性 (宇宙QOL) を追求した際に立ちはだかる課題となります。

私たちは、分子進化学的な解析を通じて、Praja1が哺乳類の進化過程で細胞核に局在できるようになったことを見出しました3。更に、核内へ進出したPraja1の生理学的な役割を探るなかで、Praja1がDNAを保護するという、これまで報告のない新たな知見を得ました4。現在は、Praja1がどのようにしてDNA保護効果を発揮するのか、その分子メカニズムの解明を進めています。

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