| Project/Area Number |
19F19337
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 37010:Bio-related chemistry
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
杉本 直己 甲南大学, 先端生命工学研究所, 教授 (60206430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GHOSH SAPTARSHI 甲南大学, 先端生命工学研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | DNA二重鎖 / 構造安定性 / 熱力学 / 分子クラウディング / 安定性予測 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、極めて高い分子クラウディング環境にある核内の核小体中で行われるリボソームRNA( rRNA)の合成と成熟に対する分子クラウディング環境の働きを解明する。そのために、
1. rRNAの構造中に分子クラウディング環境で影響を受ける配列を突き止め、構造形成の物理化学的 解析を行う。
2.転写反応速度と転写産物であるrRNAのフォールディングの相関性を定量的に解析する。
3.分子クラウディング環境によるDNA二重鎖の安定性に関する予測システムを活用し、分子クラウディング環境がrRNAのフォールディングに及ぼす影響を定量的に解析し、そのメカニズムを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では細胞核内に存在する核小体で起こるリボソームRNA(rRNA)の形成における分子環境の効果を定量的に解析することを目的とする。そのために、2021年度はRNAポリメラーゼ反応に及ぼす溶液環境の影響に関する研究を中心に行った。その結果、T7RNAポリメラーゼによるRNAの重合が溶液中の誘電率などの化学環境の変化によって、誤った基質を取り込み、変異が生じ易くなることを明らかにした。さらに、一度変異が生じると、基質の取り込みミスが次々と生じる現象も見出した。これらの結果は、溶液環境によってRNA-RNA二重鎖形成の安定性が変化することがRNAポリメラーゼの活性に大きく影響を及ぼすことを示している（Sci. Rep., 12, 1149（2022））。一方で、新型コロナウイルスの影響で2021年度は学会発表を行うことができなかった。一方で、2箇年の本研究期間によって、DNA-DNA、RNA/DNAハイブリッド、および RNA-RNA二重鎖の安定性予測を決定することができたことは特筆すべき実績である。その業績が認められ、特別研究員のGhosh博士は学会誌の執筆の招待を受け、単著で総説を発表した（日本核酸化学会誌 , 5, 8-13（2021））。さらに、これらの予測法を拡張して細胞内で活用できるようにするため、分子クラウディング環境の影響を一般化した新規予測法の開発も行った。これらの予測法はrRNAへの転写反応の鋳型配列依存的な転写速度 を予測するのに不可欠であり、今後のrRNAの転写及びフォールディングの研究の進展が期待できる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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