【德島大學】闡明透過相分離控制轉錄因子集散地形成的「分子開關」機制～構造波動控制轉錄因子的分子集合～
德島大學先端酵素學研究所的研究小組全球首次闡明了與壓力反應相關的轉錄因子Hsf1在結合DNA後，透過構造波動的變化引發生物學相分離並活化的詳細機制。研究發現，平時處於自我抑制狀態的Hsf1，會因DNA結合引起的「動態異構效應」解除抑制，促進分子間相互作用。此成果為以蛋白質波動為標靶的新型藥物研發戰略奠定了基礎。
📋 文章處理履歷
- 📰 發表: 2026年5月19日 22:00
- 🔍 收集: 2026年5月19日 13:31
- 🤖 AI分析完成: 2026年5月27日 10:35（收集後189小時3分鐘）
2026年（令和8年）5月19日，國立大學法人德島大學宣布，已闡明細胞受壓時發揮作用的熱休克轉錄因子1（Hsf1）的活化機制。
### 重點提要
- 闡明了Hsf1透過與DNA結合，引發生物質相分離反應進而集合並活化的原理。
- Hsf1平時因分子內相互作用而受到抑制，但結合DNA後，原子級別的波動發生變化，解除抑制並轉化為活化狀態。
- 轉錄因子以往被認為是難以進行藥物開發的目標，此發現有望引領針對「引發相分離的蛋白質波動」進行控制的新型藥物研發戰略。
### 研究詳情
當細胞受壓時，Hsf1會結合至目標DNA，同時啟動一群保護細胞的基因。在此過程中，Hsf1透過相分離高效地聚集多個轉錄因子。德島大學先端酵素學研究所的齋尾智英教授研究團隊，利用溶液核磁共鳴分光法（NMR法）等生物物理學研究手段，解開了Hsf1如何從自我抑制型轉變為活化型的機制。
具體而言，在常態下的Hsf1中，負責驅動相分離的天然變性區域（IDR）會與DNA結合域（DBD）在分子內結合，使其活性被封鎖。相對地，當DNA結合時，DBD的構造靈活性（Flexibility）提高，釋放了IDR，進而促進IDR之間的相互作用並引發相分離。這種局部DNA結合透過「動態異構效應」傳遞信息至遠端部位的機制是核心所在。
本研究成果於2026年5月19日發表於國際學術期刊《Angewandte Chemie International Edition》電子版。由於Hsf1過度活化會提高癌細胞的壓力耐受性，而活性降低則與神經退化性疾病有關，因此深入理解其活性控制機制對醫療領域具有重大貢獻。
### 重點提要
- 闡明了Hsf1透過與DNA結合，引發生物質相分離反應進而集合並活化的原理。
- Hsf1平時因分子內相互作用而受到抑制，但結合DNA後，原子級別的波動發生變化，解除抑制並轉化為活化狀態。
- 轉錄因子以往被認為是難以進行藥物開發的目標，此發現有望引領針對「引發相分離的蛋白質波動」進行控制的新型藥物研發戰略。
### 研究詳情
當細胞受壓時，Hsf1會結合至目標DNA，同時啟動一群保護細胞的基因。在此過程中，Hsf1透過相分離高效地聚集多個轉錄因子。德島大學先端酵素學研究所的齋尾智英教授研究團隊，利用溶液核磁共鳴分光法（NMR法）等生物物理學研究手段，解開了Hsf1如何從自我抑制型轉變為活化型的機制。
具體而言，在常態下的Hsf1中，負責驅動相分離的天然變性區域（IDR）會與DNA結合域（DBD）在分子內結合，使其活性被封鎖。相對地，當DNA結合時，DBD的構造靈活性（Flexibility）提高，釋放了IDR，進而促進IDR之間的相互作用並引發相分離。這種局部DNA結合透過「動態異構效應」傳遞信息至遠端部位的機制是核心所在。
本研究成果於2026年5月19日發表於國際學術期刊《Angewandte Chemie International Edition》電子版。由於Hsf1過度活化會提高癌細胞的壓力耐受性，而活性降低則與神經退化性疾病有關，因此深入理解其活性控制機制對醫療領域具有重大貢獻。
常見問題
今回の研究で解明された「分子スイッチ」とは何ですか？
熱ショック転写因子1（Hsf1）が、DNA結合に伴う原子レベルの構造揺らぎ（動的アロステリー）を介して、自己抑制状態から相分離を伴う活性化状態へと切り替わる仕組みのことです。
Hsf1（熱ショック転写因子1）の役割は何ですか？
細胞がストレスを受けた際に、細胞を保護する遺伝子群を一斉に活性化させるマスター転写因子です。過剰活性はがんの耐性を高め、活性低下は神経変性疾患に関与するとされています。
「相分離」は転写制御にどのように関わっていますか？
転写因子が特定のDNA配列に結合した後、相分離を介して他の転写関連因子を効率よく集積させ、転写の拠点を形成することで、時間的・空間的な制御を行っています。
この研究成果はどのような分野に応用できますか？
従来の創薬手法では困難だった「転写因子」に対し、タンパク質の揺らぎを制御するという新しいアプローチでの創薬（抗がん剤や神経変性疾患治療薬など）への応用が期待されます。
研究にはどのような手法が用いられましたか？
溶液核磁気共鳴分光法（NMR法）を主体とした生物物理学的研究手法が用いられ、タンパク質の動的な構造変化を分子レベルで捉えることに成功しました。