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A novel gene expression control system based on the prokaryotic Argonaute

Research Project

Project/Area Number 22K06093
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 43010:Molecular biology-related
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

三好 智博  大分大学, グローカル感染症研究センター, 講師 (60534550)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsArgonaute / DNA interference / ファージ / DNA silencing / phage / 感染防御機構 / small RNA / DNAサイレンシング / 遺伝子発現制御
Outline of Research at the Start

Argonauteタンパク質は、小分子RNAをガイド鎖として、その塩基配列特異的に標的RNAを分解するメカニズムである。原核生物にもArgonauteは存在することが知られている。本研究では、原核型Argonauteの分子メカニズムを解明し、このシステムを応用した遺伝子発現制御システムを構築し、生命科学・医学分野のイノベーションに貢献する。

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、X線結晶構造解析と生化学的解析により、光合成細菌Rhodobacter sphaeroidesのArgonaute(RsAgo)が、小分子RNAをガイド鎖として、その相補的な塩基配列を持つDNAと結合することで真核生物のRNA干渉のメカニズムに一部類似するDNA interferenceに関与することを世界に先駆けて明らかにした。しかし、このシステムの詳細は、まだ明らかになっていない。我々は、RsAgoの外来DNAの感染抑制機能を明らかにするために、Agoが発現していない大腸菌の細胞にRsAgoを発現させ、バクテリオファージを感染させる実験により、Tファージシリーズは、RsAgoの発現により感染効率が上昇することが明らかとなった。本年度は実際に、RsAgoの遺伝子がコードされている光合成細菌の中でも、同様の機能を有するかどうかを確かめるために、新たなファージ感染実験を計画した。この実験には、光合成細菌に感染するファージが必要であるが、販売していないため自然界から自ら採取し取得する必要があった。海、川、湖など自然界の様々な箇所からファージが含まれていると考えられる水を採取して、新規ファージの探索を行った。現在のところ、まだ光合成細菌に感染するファージの獲得に至っておらず、本実験計画は継続中である。一方で、光合成細菌Rhodobacter sphaeroidesのRsAgoの欠損変異体は、海外の研究者経由で準備することができているため、ファージが得られ次第、変異体を使用してファージ感染に対するRsAgoの作用機序を調べることが可能である。今後は、新規ファージの探索を行いつつ、分子生物学的なアプローチを並行して行い、RsAgoの分子メカニズムを明らかにしていく予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

当該研究期間中に、度重なる研究室の引越しがあり、度々研究室が使用できない期間が多くあった。さらに、超低温冷凍庫の故障などのトラブルにも見舞われた。これらの問題により、実験の進捗が遅れていることと、新規ファージの取得に成功していないため、本研究課題の進捗状況に関して「遅れている」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

当該研究期間では、主に光合成細菌に感染するバクテリオファージウイルスの探索を行った。海、川、湖など自然界の様々な箇所からファージが含まれていると考えられる水を採取して、ファージの探索を行ったが、現在のところ、まだ光合成細菌に感染するファージの獲得に至っておらず、本実験計画は継続中である。光合成細菌に感染するファージが見つからない場合は、実験系の構築は大腸菌を使用した系で行い、その分子メカニズムの解明は、 in vitroで構築する予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] The natural bicyclic hexapeptide RA-VII is a novel inhibitor of the eukaryotic translocase eEF2.2022

    • Author(s)
      Miyoshi T, Nomura T, Takeya K, Uchiumi T.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 615 Pages: 88-93

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.05.035

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Identification of novel Helicobacter pylori virulence factors that regulates macrophage phagocytosis.2023

    • Author(s)
      Naomi Aini, Weichen Gong, Kana Nishida, Tomohiro Miyoshi, Hitomi Mimuro
    • Organizer
      九州微生物フォーラム2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Bactericidal effect of ozone ultrafine bubble water against oral bacteria2023

    • Author(s)
      Fumio Takizawa, Hisanori Domon, Tomoki Maekawa, Takumi Hiyoshi, Hikaru Tamura, Tomohiro Miyoshi, Koichi Tabeta, Hiroaki Yoshida, Yutaka Terao
    • Organizer
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Antimicrobial activity of substances produced by Serratia marcescens2022

    • Author(s)
      Tomohiro Miyoshi, Chisato Ohori Yu Muto, Atsushi Ishihara, Kumiko Osaki-Oka, Hitomi Mimuro
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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