Comprehensive analysis of intrinsically disordered proteins important for protein homeostasis

对蛋白质稳态重要的本质无序蛋白质的综合分析

• 批准号: 22KJ0830
• 负责人: 石塚 達也
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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-22KJ0830/
• 关键词: 天然変性タンパク質; タンパク質安定化; CRISPRスクリーニング; Heroタンパク質

ヒトには超天然変性タンパク質が数百種類存在すると予測されているが、機能については不明な点が多い。本申請課題はこれらの細胞内での重要性と機能の解明を目的としている。近年報告された超天然変性タンパク質であるHeroタンパク質のタンパク質安定化という機能に着目し、タンパク質が不安定化するストレスにおいて細胞の生存に重要なタンパク質を網羅的に同定することで、超天然変性タンパク質の細胞における重要性を明らかにすることができるのではないかと考えた。まず、HEK293T細胞とCRISPR-Cas9システムを用いてヒトの約2万個の遺伝子をターゲットとしたスクリーニングを行い、タンパク質安定化に重要な遺伝子を網羅的に同定した。当該年度はこのスクリーニングの結果から高い重要度が示された遺伝子2000個ほどを抽出し、同じ条件で小規模で解像度の高い二次的なスクリーニングを行った。また、このスクリーニングの対象に全長にわたって高い天然変性スコアを持つ「超天然変性タンパク質」も追加することで、タンパク質安定化に重要な遺伝子との比較を試みた。その結果、タンパク質不安定化ストレス下で超天然変性タンパク質の重要度が特に高いという結果は得られなかった。一方で、通常の培養環境での細胞の生存に重要な超天然変性タンパク質がいくつも存在することが明らかになった。これらのタンパク質がどのようにして細胞の生存に寄与しているのかを明らかにするために、次に個別の機能解析を行なった。生存に重要な超天然変性タンパク質をいくつか選択し、ノックダウン後の遺伝子発現の変化をRNA-seqを用いて解析した。その結果、二種類がミトコンドリアゲノム上の遺伝子の発現に影響を与えることが確認された。現在はイメージング等を用いたさらに詳しい解析を行なっている。

据预测，人类体内有数百种超自然变性蛋白质，但其功能的许多方面仍不清楚。本申请的目的是阐明这些细胞的重要性和功能。我们着眼于近年来报道的超自然变性蛋白质 Hero 蛋白质的蛋白质稳定功能，全面鉴定了在破坏蛋白质稳定性的压力下对细胞生存至关重要的蛋白质。这在细胞中的重要性。首先，他们使用HEK293T细胞和CRISPR-Cas9系统对大约20,000个人类基因进行了筛选，并全面鉴定了对蛋白质稳定重要的基因。今年，我们从这次筛选的结果中提取了约2000个被证明非常重要的基因，并在相同条件下进行了小规模、高分辨率的二次筛选。此外，通过将在整个长度上具有高自然变性得分的“非常自然变性的蛋白质”添加到此筛选中，我们尝试将它们与对蛋白质稳定重要的基因进行比较。因此，我们没有发现超自然变性蛋白质在蛋白质不稳定应激下特别重要。另一方面，已经清楚的是，有许多超自然变性的蛋白质对于正常培养环境中的细胞生存很重要。为了阐明这些蛋白质如何促进细胞存活，我们接下来进行了单独的功能分析。我们选择了几种对生存很重要的超自然变性蛋白质，并使用 RNA-seq 分析了敲除后基因表达的变化。结果证实，这两种类型影响线粒体基因组上的基因表达。我们目前正在使用成像和其他技术进行更详细的分析。

项目成果

Identification of highly intrinsically disordered proteins with functions important for cell survival

鉴定具有对细胞生存重要功能的高度本质无序的蛋白质

• 发表时间: 2022
• 作者: Tatsuya Ishizuka;Kotaro Tsuboyama;Yukihide Tomari
• 通讯作者: Yukihide Tomari