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Development of tunable aptamers derived from natural riboswitches for making genetic control devices

Research Project

Project/Area Number 15F15345
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Bio-related chemistry
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

杉本 直己  甲南大学, 先端生命工学研究所, 教授 (60206430)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) RODE AMBADAS  甲南大学, 先端生命工学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-11-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords分子クラウディング / RNA / 高次構造 / 相互作用 / エンタルピー / エントロピー / 翻訳抑制 / リボスイッチ / アプタマー / FMN / FMN
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、天然に存在する遺伝子の発現調節に関わるRNAを研究対象とし、特定の分子との相互作用に伴うRNAの構造変化や、相互作用における物理化学的なパラメータ(結合親和性、結合速度定数、解離速度定数など)を定量的に解析する。平成29年度は、以下の2つの研究課題を中心に進めた。
(1)分子クラウディング環境下におけるFMNリボスイッチとFMNとの相互作用解析
F. nucleatumに由来するFMNリボスイッチのアプタマードメイン(FMNアプタマー)をin vitroで転写合成し、細胞内環境を模倣した分子クラウディング環境下において、FMNとの相互作用における物理化学的なパラメータを種々の実験手法を用いて解析した。その結果、分子クラウディング環境下でのFMNアプタマーとFMNとの相互作用は、induced fitタイプの相互作用様式を示し、希薄溶液条件下での相互作用様式とは大きく異なることが示唆された。
(2)細胞内におけるRNA四重鎖構造の形成と翻訳反応への影響を評価する新手法の開発
mRNA上での四重鎖構造の形成が翻訳反応に及ぼす影響を評価するために、2種類のタンパク質が同一mRNAから翻訳されるレポーター遺伝子を設計した。本研究では、二次構造と四重鎖構造を競合して形成し得る癌遺伝子mRNAの5′非翻訳領域に由来する配列を用いて評価を行った。その結果、二次構造と四重鎖構造とが競合する配列の場合には、二次構造が有意に形成されることで、四重鎖構造を介した翻訳反応の抑制が現れてこない可能性が示された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] tRNA shifts the G-quadruplex-hairpin conformational equilibrium in RNA towards the hairpin conformer2016

    • Author(s)
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • Journal Title

      Angew. Chemie. Int. Ed.

      Volume: 46 Issue: 46 Pages: 14315-14319

    • DOI

      10.1002/anie.201605431

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (40): Crowding regulates the riboswitch aptamer-ligand recognition mechanism in bacterial pathogenesis mimic condition2018

    • Author(s)
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第98回春季年会(2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] tRNA Enhances the Oncogene Expression Through Modulation of Hairpin-G-quadruplexconformational equilibrium in RNA2017

    • Author(s)
      Ambadas B. Rode, Tamaki Endoh, Naoki Sugimoto
    • Organizer
      Trends in Nucleic Acid (TINA)
    • Place of Presentation
      Nankai University, Tianjin (China)
    • Year and Date
      2017-03-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix(28): A non-coding tRNA regulates functionaly important G-quadruplex-hairpin conformational equilibria in RNA2017

    • Author(s)
      Ambadas B. Rode, Tamaki Endoh, Naoki Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第97回春季年会(2017)
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (29) : Analysis of structural dynamics of RNA aptamer using high pressure2017

    • Author(s)
      Shuntaro Takahashi, Tamaki Endoh, Ambadas B. Rode, Naoki Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第97回春季年会(2017)
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Understanding of intracellular multimolecular crowding from interaction between RNA and small molecule2017

    • Author(s)
      T. Endoh. A. B. Rode, and N. Sugimoto
    • Organizer
      The 2nd International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Investigation of RNA G-quadruplexes Formation in Normal and Cancer Cells Using Bicistronic IRES Vector2017

    • Author(s)
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • Organizer
      第44回国際核酸化学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Aptamers as New Pharmaceutical Targets2017

    • Author(s)
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • Organizer
      APTAMERS 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 癌関連遺伝子群の mRNA 上における転写反応と共役した二次構造と四重鎖構造の競合2017

    • Author(s)
      遠藤 玉樹, Rode Ambadas, 杉本 直己
    • Organizer
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel function of tRNA: A regulator of oncogenes expression through switching hairpin-G-quadruplex equilibrium2016

    • Author(s)
      Ambadas B. Rode, Tamaki Endoh, Naoki Sugimoto
    • Organizer
      第43回国際核酸化学シンポジウム(ISNAC2016)
    • Place of Presentation
      熊本大学 工学部百周年記念館(熊本県、熊本市)
    • Year and Date
      2016-09-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High pressure in RNA world: High pressure dominates the aptamer ligand binding of flavin mononucleotide riboswitch2016

    • Author(s)
      Shuntaro Takahashi, Tamaki Endoh, Ambadas B. Rode, Naoki Sugimoto
    • Organizer
      The 9th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB2016)
    • Place of Presentation
      Leslie Dan Faculty of Pharmacy, University of Toronto (Canada)
    • Year and Date
      2016-07-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel function of tRNA: A modulator of functionally important RNA G-quadruplex conformatinal equillibria in 5 UTR of human oncogenes2016

    • Author(s)
      Ambadas B. Rode
    • Organizer
      FIBER International Summit for Nucleic Acids (FISNA) 2016
    • Place of Presentation
      甲南大学ポートアイランドキャンパス(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2016-07-06
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Does tRNA induce the structural transition from G-quadruplex to Hairpin in RNA?2016

    • Author(s)
      A. B. Rode, T. Endoh, N. Sugimoto
    • Organizer
      Gordon Reseach Conference 2016 (Mutgenesis)
    • Place of Presentation
      PGA Catalunya Business and Convention Centre, Girona (Spain)
    • Year and Date
      2016-06-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (15): Effect of Molecular Crowding on Thermodynamics of Riboswitch Aptamer-FMN Binding in Absence of Divalent Cation2016

    • Author(s)
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス(京都)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 甲南大学先端生命工学研究所

    • URL

      http://www.konan-fiber.jp/index.php

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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