Elucidation of the novel RNA secondary structure induced by a small molecule
| Project/Area Number |
21K19050
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
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| Research Institution | Kyushu University (2022)
Osaka University (2021) |
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Principal Investigator |
村田 亜沙子 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (50557121)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | RNA / 立体構造解析 / 低分子化合物 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、低分子NA(Naphthyridine Azaquinolone)で誘起される新奇RNA立体構造の実証を目的とする。本研究の目的達成のために、NAと標的RNAとの結合評価、および、種々の構造解析手法を用いたNA-標的RNA複合体の立体構造解析を行う。さらに、NAで誘起される新奇RNA立体構造の、RNA編集反応における反応活性制御への応用を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、低分子NA(Naphthyridine Azaquinolone)で誘起される新奇RNA立体構造の実証を目的とする。先行研究により、DNA結合低分子として開発されていた低分子NAが、特徴的なRNAモチーフに結合することが明らかになった。また、NAと標的RNAモチーフとの複合体モデルを構築したところ、標的RNAに特異な核酸塩基のフリップアウト構造の形成が提案された。本研究の目的は、NAで誘起されるこの新奇RNA立体構造を実証することである。これにより、RNA標的に必要な低分子の構造要件を得るとともに、NA-標的RNA複合体構造の生物学的利用を目指す。目的達成のため、以下の３つの研究項目を設定し、実施することとした。
1) 標的RNAモチーフの変異体の表面プラズモン共鳴測定による結合評価: 本研究項目の実施により、NAと標的RNAモチーフとの結合に必要なRNA配列要件を見出す。
2) 酵素分解によるNA-標的RNAの複合体構造の解析: 本研究項目の実施により、NAの有無による標的RNAの構造変化を生化学的手法により解析する。
3) NA-標的RNAの複合体構造のNMR解析： 本研究項目の実施により、NA-標的RNAの複合体の立体構造を解析する。
今年度は、3)の研究項目を主に実施した。標的RNAとNAの複合体構造をNMRにより解析したところ、予期していた複合体モデル構造とは異なる立体構造ではあった。しかし、NAと標的RNAが1:1の化学量論比で結合すること、また、それに伴い複数の核酸塩基がフリップアウトすることが示唆され、NAで誘起される新奇RNA立体構造の生物学的応用に向け重要な知見が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、当初計画にあった「研究項目3) NA-標的RNAの複合体構造のNMR解析」を実施した。当初の予定通り、標的RNAに対してNA溶液を滴定した際のイミノプロトン領域のNMRシグナル変化から、NAの結合様式について知見を得た。当初想定していた複合体モデル構造とNMR解析で得られた複合体構造には若干の違いがあったものの、核酸塩基のフリップアウト構造や、結合の化学量論比を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度（2022年度）に得られた知見をもとに、研究項目3)では正確な構造決定のために更なるNMRデータの解析を行う。さらに、研究項目2)を並行して行い、低分子NAが誘起する新奇RNA立体構造の実証と応用を目指す。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
