A cyclin-dependent kinase-mediated phosphorylation switch of disordered protein condensation
本研究の学術的背景は、細胞周期の遷移がサイクリン依存性キナーゼ（CDKs）によって誘発されるタンパク質のリン酸化状態の全体的な変化から生じることです。研究課題の核心をなす「問い」は、この複雑さがどのようにして秩序立った急速な細胞再編成を生み出すのか、ということです。
本研究の目的は、Xenopus幼生の細胞周期初期における変化するリン酸化部位の高解像度マップを作成し、それをもとにシステム生物学の分析で学びを得、それらを生物物理学的モデリングと生化学的実験で検証することです。学術的な独自性と創造性は、多面的なアプローチを駆使したこの研究手法にあります。
本研究の着想は、細胞周期がCDKsによって推進されることから来ており、CDK依存性のリン酸化がどのようにこれらの遷移をもたらすのか理解しようとする多くの方法論が研究の経緯となっています。国内外の研究動向の中で、この研究は過去の複数の研究アプローチの統合に位置づけられ、全体的な細胞行動を理解することに挑戦しています。
本研究では、細胞周期初期のXenopus幼生の単一細胞で変化するリン酸化部位の高解像度マップを生成し、最も動的なリン酸化部位が非構造的タンパク質であり、これらが膜なしオーゲラの中に局在し、CDKの標的であるという2つの主要な特徴を共有していることを明らかにしました。
本研究の有効性は、生物物理学的モデリングと生化学的実験によって検証しました。具体的には、CDKによる多部位リン酸化が生物分子凝縮体形成について同種間相互作用を有利から阻害的モードにスイッチすることができるという結果を得ました。