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環状逆配向性PIP-DNA複合体のX線結晶構造解析

Research Project

Project/Area Number 22KJ1706
Project/Area Number (Other) 21J22721 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 37010:Bio-related chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

安倍 克彦  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords結晶構造解析 / ピロールイミダゾールポリアミド / DNA / CAGリピート / X線結晶構造解析 / CAGリピート配列 / PIP
Outline of Research at the Start

昨年度までに、X線回折実験にて十分な分解能を示すことのできる結晶の作成を行った。この結晶を用いてこれまでにX線回折実験によってその後の解析に必要なデータを得ることに成功した。また解析も順調に進められている。
本年度は解析を進めたうえで、得られた構造と先行研究で得られている類似の構造体を比較することで論文投稿も見据えたうえで、類似点・相違点をまとめていく。

Outline of Annual Research Achievements

2022年度において、CAGリピート配列をベースとしたA-Aミスマッチ塩基対を含む二本鎖DNAと環状ピロールイミダゾールポリアミドの複合体に関する結晶取得とそれに伴う構造解析を開始していた。この構造解析の続きと論文にまとめるうえで必要な追加のデータ取得に向けた実験を2023年度は取り組んだ。具体的には、構造解析における電子密度改良と当てはめた構造の最適化繰り返すことで、最終構造を2.8Åで決定することができた。またこの構造のPDBへの登録も行った。また本構造解析のデータから得られた考察をより科学的に強固なものとするために追加のデータ取得を行った。AFMとDNAオリガミを用いたピロールイミダゾールポリアミド添加による、DNA鎖の構造変化に関する直接観察や分子モデリング、量子力学計算、ゲル電気泳動といった実験を行っている。これらのデータにより構造解析として十分な科学的考察が可能となったため論文としてまとめた。この論文については受理済みである(公開はまだ行われていない)。
更に海外挑戦プログラムと若手研究者交流事業を用いた留学に2022年度から従事しており、2023年6月に帰国した。現地の研究所ではその研究所で得られる患者由来の細胞を用いた実験を行い、想定されていたプログラムを完了することができた。帰国後に、報告を公開したうえで、現在そのデータについて論文にまとめているところである。
また以前取り組んでいたDNAテンセグリティトライアングルに関する研究を論文としてまとめ提出を行った。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Structural studies of a complex of a CAG/CTG repeat se-quence-specific binding molecule and A-A-mismatch-containing DNA2024

    • Author(s)
      Abe, Katsuhiko; Hirose, Yuki; Kumagai, Tomotaka; Hashiya, Kaori; Hidaka, Kumi; Emura, Tomoko; Bando, Toshikazu; Takeda, Kazuki; Sugiyama, Hiroshi
    • Journal Title

      JACS Au

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nano bio interaction between human immunoglobulin G and nontoxic, near-infrared emitting water-borne silicon quantum dot micelles2023

    • Author(s)
      Chinnathambi Shanmugavel、Shirahata Naoto、Kumar Mahima、Karthikeyan Subramani、Abe Katsuhiko、Thangavel Vaijayanthi、Pandian Ganesh N.
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 13 Issue: 9 Pages: 6051-6064

    • DOI

      10.1039/d3ra00552f

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Construction of an optically controllable CRISPR-Cas9 system using a DNA origami nanostructure2021

    • Author(s)
      Abe Katsuhiko、Sugiyama Hiroshi、Endo Masayuki
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 57 Issue: 45 Pages: 5594-5596

    • DOI

      10.1039/d1cc00876e

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 逆配向型結合環状 PIP-DNA 複合体の X 線結晶構造解析および順配向型複合体との構造比較2022

    • Author(s)
      安倍 克彦 ・ 廣瀬 優希 ・ 浴 晴彦 ・ 竹田 一旗 ・ 遠藤 政幸 ・ 板東 俊和 ・ 杉山 弘
    • Organizer
      生体機能関連化学部会 若手の会 第33回サマースクール
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of Optical Control System for Functional Biomolecules using DNA Origami Structure2022

    • Author(s)
      Katsuhiko Abe, Ganesh N. Pandian, Hiroshi Sugiyama, Masayuki Endo
    • Organizer
      ISNAC 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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