長鎖ノンコーディングRNAのメチル化による天然変性蛋白質の凝集抑制の分子機構
Publicly Offered Research
| Project Area | Biology of Non-domain Biopolymer |
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| Project/Area Number |
22H05596
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
片平 正人 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70211844)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 天然変性タンパク質 / 複製開始点認識複合体 / グアニン4重鎖構造 / NMR / 相互作用 / 非コードRNA / メチル化 / 天然変性蛋白質 / 凝集 / アデニンメチル化 / FUS / ノンコーディングRNA |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、FUSと結合して生理的な機能を発揮するlncRNAについて、m6A化によってFUSへの結合能が高まる事及びFUSの凝集が阻害される事に関する分子機構を解明する。メチル化によってlncRNAの機能が制御されるというのは新しい考え方で、パラダイムシフトと言える。本lncRNAに関する細胞学的な知見は最近得られたものである為、その分子機構の解明は全く手つかずで、分子機構に迫る本研究には学術的な独自性がある。
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| Outline of Annual Research Achievements |
human origin recognition complex (hORC)はDNAの複製開始点に結合し、複製の開始を引き起こす。hORCは配列特異的なDNA結合能を有さない為、いかにして複製開始点を認識するのかが謎である。hORCは、複製開始点近傍のグアニン4重鎖構造を認識してDNAに結合する事が示唆されている。我々はhORCのサブユニット1(hORC1)が、グアニン4重鎖構造を形成したDNAに実際に結合する事を示した。NMRとCDを用いた解析から、hORC1は短いαへリックスを有するものの、それ以外は天然変性タンパク質である事が分かった。
続いてhORC1と4重鎖DNAとの相互作用をNMRによって解析した。4重鎖DNAとの結合状態においてもhORC1は天然変性状態にある事が示された。またhORC1は、c-mycのプロモーター領域のDNAが形成する平行型4重鎖DNA及びテロメアのDNAが形成する(3+1)型の4重鎖DNAと、ほぼ同様な相互作用様式で結合する事が分かった。この際hORC1の塩基性残基(アルギニン及びリジン残基)と極性残基(セリン及スレオニン残基)が4重鎖DNAへの結合を担っている事が分かった。これらのアミノ酸を変異させたhORC1と4重鎖DNAの結合実験もこの考えを支持した。前者の残基は静電相互作用及びカチオン－π相互作用/π－π相互作用によって、また後者の残基は水素結合によって結合に寄与していると考えられた。今回の研究によって、天然変性タンパク質による4重鎖DNAの認識機構に関する知見が得られた。
加えて、核酸のコンデンセートの分子運動に関する解析を、NMR法を用いて行った。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
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[Journal Article] NMR characterization of the structure of the intrinsically disordered region of human origin recognition complex subunit 1, hORC1, and of its interaction with G-quadruplex DNAs2023
Author(s)
Afaf Eladl, Yudai Yamaoki, Keisuke Kamba, Shoko Hoshina, Haruka Horinouchi, Keiko Kondo, Shou Waga, Takashi Nagata, Masato Katahira
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 683
Pages: 149112-149112
DOI
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Peer Reviewed
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