| Project/Area Number |
20J23072
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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 | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
福本 紘大 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | DNAオリガミ / クライオ電子顕微鏡 / 単粒子解析 / リボソーム / 精製 / 翻訳 / 1分子イメージング / モータータンパク質 / RNAポリメラーゼ |
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| Outline of Research at the Start |
転写反応は生物の基本的な機能である。真核生物では、転写を制御する因子が、転写が行われている場所(転写反応場)の遠方に存在する場合も多い。しかし、従来は転写反応場と制御配列の間の空間配置制御が難しく、どのように転写反応が制御されているかは未明であった。本研究では、空間配置を制御可能なDNAオリガミを用いて、転写伸長反応を1分子で観察する。本研究によって、空間配置が転写反応に与える影響を評価する系を確立し、様々な遺伝子発現制御反応の解析への足掛かりとする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
転写や翻訳の反応では、反応の中核を担うRNAポリメラーゼ・リボソーム等に多くの制御因子が結合した複合体 (超分子) が形成されることで、高度な制御が行われている。このような超分子を試験管内で解析することは有用なアプローチであるが、細胞内の複合体には(おそらく未知因子を含む) 多数の分子の助けによって形成されるものも存在し、試験管内で再構成した既知因子による複合体と細胞内の複合体が異なる可能性がある。昨年度までの研究の経過から、本年度では、超分子のモデルとなる翻訳複合体を、多価の結合手を用いることができるDNAオリガミを用いて精製する系を開発することを目標とした。DNAオリガミを用いた多価精製を実現するためには、DNAオリガミ担体上の結合手の種類を２種類以上に増やし、その2種類の結合手が同時に目標複合体に作用した時だけ結合が安定するよう、比較的弱い結合種を用いることが必要である。そこで、DNAオリガミ上に結合させたGFPやタグペプチドに対する抗体で目的分子を捕らえる系を開発した。その結果、GFPを融合させたリボソームや、リボソームによって翻訳されたタグペプチドがDNAオリガミに特異的に結合することを確認した。また、翻訳途中のリボソームを特異的にDNAオリガミ上に結合させることを目標に、翻訳を途中で停止させるストール配列 (SecM) の検討を行った。その結果、リボソームと新生ペプチドの複合体が安定に保持されることを示した。これらの研究結果は、DNAオリガミ上の複数の抗体を用い、翻訳途中のリボソームを特異的に精製する系を確立するために有用な成果である。本研究を発展させることで、細胞破砕液中の目標複合体をDNAオリガミを用いた多価精製を行う実験系の確立に貢献すると期待される。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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