/

東京農工大、ストレスタンパク質・αB-クリスタリンが細胞の基本的な機能を制御していることを発見

発表日:2016年12月28日

人間が立つことを支えるストレスタンパク質・αB-クリスタリンが、

一細胞レベルでもふんばりを支え、かたちを制御していることを発見

東京農工大学大学院工学研究院応用化学専攻有機材料科学・材料健康科学寄付講座 跡見順子客員教授、清水美穂客員准教授をはじめとする研究チームは、ストレスタンパク質・αB-クリスタリン(αB)の多寡が、かたちの保持や接着といった細胞の基本的な機能を制御していることを、遺伝子工学的な手法を用いて世界で初めてあきらかにしました。αBは、不安定な二足立位姿勢を選んだ動物としての人間の筋活動を支えるタンパク質を追求するなかで我々が見出したタンパク質で、ヒラメ筋や脊柱起立筋といった抗重力筋で多く発現し、宇宙の微小重力環境実験動物モデルで顕著に減少します。細胞が重力に対抗してかたちを保持するためには、細胞外マトリクスとの接着に加えて、細胞骨格タンパク質との接着点における安定性が必要で、αBがその機能を担っていることが本研究から明らかになりました。この研究成果は寝たきりなど超高齢社会において重要となる疾病を予防するためのメカニズム解明につながることが期待されます。

本研究成果は、Plos One誌に2016年12月15日(米国東部時間)に掲載されました。

http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0168136

■研究の背景:

タンパク質はそのかたち(立体構造)が機能を決めています。熱ショックタンパク質(HSP)は、ストレスタンパク質、分子シャペロンとも呼ばれ、タンパク質のフォールディング(「かたち」生成)・リフォールディング(巻き戻し)をお手伝いします。生物は常に新しいタンパク質に作り替えられているので、HSPが必須です。タンパク質はその立体構造が機能を決めますが、作られるとき、実際に働くとき、ストレス時に、きわめてダイナミックに揺らいでいます。HSPの中での分子量の小さい仲間である「sHSPs」は、細胞をかたちづくる線維構造「細胞骨格タンパク質」や細胞が基盤に結合する支点をつくる複合体タンパク質の形のお世話をしています(図1)。中でも細胞骨格のアクチンとチューブリンは、球状タンパク質が会合して線維構造をつくりますが、球状と線維型の間でダイナミックに動態が制御されています。細胞がかたちを変える、刺激に応答するとき、ダイナミックな化学反応が起きていてタンパク質の形の変性を伴うため、HSPを必要とします。とくに「ふんばり続ける」活動は、生体分子にダメージを与える活性酸素を生み出すミトコンドリアの持久的な活動に依存しています。このように、メカニカルなストレスは、熱などのストレスと違って常時存在しています。αB-クリスタリン(αB)は、宇宙での微小重力環境を模倣した後肢懸垂ラットの萎縮したヒラメ筋(遅筋)において特異的に激減するタンパク質として跡見が同定したsHSPsのひとつで(Atomi et al., 1991)、細胞の正常機能に必須ですが、ユビキタスに発現しているため、その働きを明解に示すことは科学的に困難でした。また、αBはアルツハイマー病、パーキンソン病でみられる凝集タンパク形成の予防効果により医学的に注目されているタンパク質ですが、その生理機能は未解明でした。

※図1は添付の関連資料を参照

■研究体制:

本研究は、跡見順子(東京農工大学客員教授、東京大学名誉教授)と田中幹人(現早稲田大学社会学科大学院准教授)が東京大学大学院総合文化研究科在籍中に開始し、清水美穂(東京農工大学客員准教授)が加わって実施、3人の論文作成寄与は同等です。宇宙環境利用に関する公募地上研究、科学研究費補助金、宇宙基地利用基礎実験費の支援を受けました。

※リリース詳細は添付の関連資料を参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図1

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0432398_01.JPG

リリース詳細

http://release.nikkei.co.jp/attach_file/0432398_02.pdf

すべての記事が読み放題
有料会員が初回1カ月無料

産業で絞り込む
  • すべて
  • 情報・通信
  • メディア
  • 電機
  • 金融・保険
  • 自動車
  • 輸送・レジャー
  • 食品
  • 流通・外食
  • 日用品
  • 医薬・医療
  • 建設・不動産
  • 機械
  • 素材・エネルギー
  • 商社・サービス
  • すべて
  • 情報・通信
  • メディア
  • 電機
  • 金融・保険
  • 自動車
  • 輸送・レジャー
  • 食品
  • 流通・外食
  • 日用品
  • 医薬・医療
  • 建設・不動産
  • 機械
  • 素材・エネルギー
  • 商社・サービス

セレクション

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

フォローする
有料会員の方のみご利用になれます。気になる連載・コラム・キーワードをフォローすると、「Myニュース」でまとめよみができます。
新規会員登録ログイン
記事を保存する
有料会員の方のみご利用になれます。保存した記事はスマホやタブレットでもご覧いただけます。
新規会員登録ログイン
Think! の投稿を読む
記事と併せて、エキスパート(専門家)のひとこと解説や分析を読むことができます。会員の方のみご利用になれます。
新規会員登録 (無料)ログイン
図表を保存する
有料会員の方のみご利用になれます。保存した図表はスマホやタブレットでもご覧いただけます。
新規会員登録ログイン