細胞内で人工オルガネラ(細胞内小器官)を設計・構築

細胞内で人工オルガネラ(細胞内小器官)を設計・構築

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細胞内で蛋白質を集積化するペプチドの開発

生命理工学院 三原久和教授堤浩准教授等の研究グループは、ペプチドを用いることによって任意の蛋白質を集め、固有の機能をもつ人工オルガネラ(細胞内小器官)を造り上げる技術を開発した。

生命の基本単位である細胞には、細胞核やミトコンドリアといったさまざまなオルガネラが存在し、それぞれが物質の取り込み、エネルギー変換、物質生産、ごみ処理といった細胞機能の一端を担っている。本研究では、ペプチドを用い、細胞という社会の中に人工的なオルガネラを設計し建造するコア技術を開発した。

オルガネラの作成にあたっては、自発的に規則的な集合化を行い、特定の構造体を形成する自己集合性ペプチドに着目した。そして、完全に人工的な配列で構成された、15のアミノ酸が連なったペプチド(アミノ酸配列:YEYKYEYKYEYKYEY、Y:チロシン、E:グルタミン酸、K:リシン)である「Y15ペプチド」を開発した。このY15ペプチドは、直線的なβ-シート構造をとり、それが自己集合化してファイバー状の構造をつくる。そこで、集積したい任意の蛋白質にY15ペプチドをタグ付けすることによって、細胞内で蛋白質集合体を作製できる。

本技術は、望みの機能を持つ人工オルガネラを設計し、構築する基盤技術となるため、将来的に細胞工学や細胞治療への応用が期待される。

今回の成果は、英国科学誌「ネイチャー・コミュニケーションズ(Nature Communications)」のオンライン版で現地時間6月7日に公開された。

論文タイトル: Intracellular artificial supramolecules based on de novo designed Y15 peptides

DOI:10.1038/s41467-021-23794-6outer

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