細胞内相分離を誘導するタンパク質の大規模探索と誘導機構の解明

山崎 智弘

大阪大学・大学院生命機能研究科　特任講師（常勤）

研究室HP

相分離により構築される非膜性構造体は、細胞内の混雑した環境で、特定の分子を集約した区画を作り出すことで、様々な細胞内プロセスにおいて重要な役割を果たす。こうした非膜性構造体には、多数のタンパク質が局在しているが、構造体の形成に必須なものはそのうちの一握りであることがこれまでの研究から明らかになっている。しかし、こうした非膜性構造体の核となり、構造体の性質や機能を規定する細胞内相分離を理解する上で要となるタンパク質の全体像は明らかになっていない。

本研究では、独自に確立したRNAを足場とする人工非膜性構造体実験系を用いて、非膜性構造体の形成を誘導できるタンパク質を大規模に探索する。さらに、同定したタンパク質の構造体誘導メカニズムを明らかにする。こうした解析から、細胞内相分離誘導というタンパク質の機能側面についてそのルールを系統的に明らかにする。

  1. *Hirose T, Ninomiya K, Nakagawa S, Yamazaki T. A guide to membraneless organelles and their various roles in gene regulation. Nat Rev Mol Cell Biol Nov 23, 24, 288-304 (2023) doi: 10.1038/s41580-022-00558-8
  2. *Yamazaki T, *Yamamoto T. Statistical thermodynamics approaches for intracellular phase separation. Methods Mol Biol July 8, 2509, 361-393 (2022) doi: 10.1007/978-1-0716-2380-0_22
  3. *Yamazaki T, Yamamoto T, *Hirose T. Micellization: A new principle in the formation of biomolecular condensates. Front Mol Biosci Aug 29, 9, 974772 (2022) doi: 10.3389/fmolb.2022.925058
  4. *Yamamoto T, *Yamazaki T, Hirose T. Triblock copolymer micelle model of spherical paraspeckles. Front Mol Biosci Aug 22, 9, 925058 (2022) doi: 10.3389/fmolb.2022.92505
  5. Yamazaki T, Yamamoto T, Yoshino H, Souquere S, Nakagawa S, Pierron G, Hirose T. Paraspeckles are constructed as block copolymer micelles. EMBO J Apr 22, 40(12) e107270 (2021)
  6. Yamazaki T, *Hirose T. CRISPR-mediated mutagenesis of long noncoding RNAs. Methods Mol Biol 2254, 283-303 (2021) doi: 10.1007/978-1-0716-1158-6_18
  7. Yamazaki T, Nakagawa S, *Hirose T. Architectural RNAs for membraneless nuclear body formation. Cold Spring Harb Symp Quant Biol Feb 4, 84 227-237 (2019) doi: 10.1101/sqb.2019.84.039404
  8. Yamazaki T, Fujikawa C, Kubota A, Takahashi A, *Hirose T. CRISPRa-mediated NEAT1 lncRNA upregulation induces formation of intact paraspeckles. Biochem Biophys Res Commun Sep 26, 504(1) 218-224 (2018) doi: 10.1016/j.bbrc.2018.08.158
  9. Yamazaki T, Souquere S, Chujo T, Kolbelke S, Chong YS, Fox AH, Bond CS, Nakagawa S, Pierron G, *Hirose T. Functional Domains of NEAT1 architectural lncRNA induce paraspeckle assembly through phase separation. Mol Cell Jun 21, 70(6) 1038-1053 (2018) doi: 10.1016/j.molcel.2018.05.019
  10. Yamazaki T, Chen S, Yu Y, Yan B, Haertlein TC, Carrasco MA, Tapia JC, Zhai B, Das R, Lalancette-Hebert M, Sharma A, Chandran S, Sullivan G, Nishimura AL, Shaw CE, Gygi SP, Shneider NA, Maniatis T, Reed R. FUS-SMN protein interactions link the motor neuron diseases ALS and SMA. Cell Rep Oct 25, 2(4) 799-806 (2012) doi: 10.1016/j.celrep.2012.08.02
  11. Yamazaki T, Fujiwara N, Yukinaga H, Ebisuya M, Shiki T, Kurihara T, Kioka N, Kambe T, Nagao M, Nishida E, Masuda S. The closely related RNA helicases, UAP56 and URH49, preferentially form distinct mRNA export machineries and coordinately regulate mitotic progression. Mol Biol Cell Aug 15, 21(16) 2953-2965 (2010) doi: 10.1091/mbc.E09-10-0913
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