Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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。
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。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 1 results) Remarks (2 results)
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 683 Pages: 149112-149112
10.1016/j.bbrc.2023.10.044
Phase Separation in Living Cells
Volume: 1 Pages: 3-19
10.1007/978-981-99-4886-4_1
Chemical Communications
Volume: 59 Issue: 1 Pages: 102-105
10.1039/d2cc05576g
Nature Communications
Volume: 13 Issue: 1 Pages: 7143-7143
10.1038/s41467-022-34822-4
https://www.iae.kyoto-u.ac.jp/bio/
http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/bio/
