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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of the mechanism for dimensional response genome

Administrative Group

Project AreaElucidation of the mechanism for dimensional response genome across species regulated by nucleic acid structures
Project/Area Number 21H05107
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

建石 寿枝  甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (20593495)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今西 未来  京都大学, 化学研究所, 准教授 (80362391)
遠藤 玉樹  甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (90550236)
Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Keywords細胞内環境評価系 / 核酸非二重らせん構造 / 遺伝子発現 / 多元応答機構 / 多元応答ゲノムバンク(DiR-GB)
Outline of Annual Research Achievements

本領域研究では、環境に応答して多元的に変動する核酸構造に焦点を当て、生物種の枠組みにとらわれずに「多元応答」と位置づける遺伝子の発現調節を行う分子機構を物理化学的観点から解明することを目指した。今年度の研究成果として、ヒト細胞内での多元応答機能を解明するため、遺伝子発現を制御しているDNA/RNAのハイブリット構造、N6-メチルアデノシン(m6A)をもつRNA配列やG-四重らせん構造に着目し、構造や機能解析を行った。また、様々な生物種内を対象に「多元応答」をし得る配列を検索するため、特定の核酸構造を実験的に高効率に選別する技術を構築し、情報科学的アプローチにより生物種を超えて特定の核酸配列の網羅的検索を行った。さらに、これらの配列の細胞内での構造形成メカニズム(多元応答)を理解するため、細胞モデル系の構築にも取り組んだ。これらの成果はJ. Am. Chem. Soc.誌やNucleic Acids Res.誌等に掲載された。
さらに、本領域の研究成果を発信できるよう学術変革領域研究(A)「物質共生」、「デジタル有機化学」と合同で国際シンポジウムThe 7th Gratama Workshop 2023を共催した。また、日本化学会秋季事業 第13回 CSJ化学フェスタ2023では、学術変革領域研究(B)「アプタマー生物学」、「革新ラマン」との3領域のコラボレーション企画として「細胞内の生命分子の機能を知り、操り、視る技術を開発する」の企画を開催し、3領域の研究成果を発表し、生命化学分野の研究の動向や今後の展開について議論した。さらに、領域の最終年度の成果発表や、今後の国際共同研究を目指し、国内、海外における本領域に関連するトップレベルの研究者を招聘した国際シンポジウムを開催した。これらの研究はアドバイザーの先生方の助言を受け、領域の運営、研究を円滑に推進できた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (51 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (39 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Invited: 7 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] スロベニア国立NMRセンター(スロベニア)

    • Country Name
      SLOVENIA
    • Counterpart Institution
      スロベニア国立NMRセンター
  • [Journal Article] Development of a Pseudocellular System to Quantify Specific Interactions Determining the G-Quadruplex Function in Cells2024

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata, K. Kawauchi, S. Takahashi, andN. Sugimoto
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 146 Pages: 8005-8015

    • DOI

      10.1021/jacs.3c11160

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conserved CKI1-mediated signaling is required for female germline specification in Marchantia polymorpha2024

    • Author(s)
      H. Bao, R. Sun, M. Iwano, Y. Yoshitake, S. S. Aki, M.Umeda, R. Nishihama, S. Yamaoka, and T. Kohchi
    • Journal Title

      Curr. Biol.

      Volume: 34 Pages: 1324-1332

    • DOI

      10.1016/j.cub.2024.01.013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct formation of ZIF-8 crystal thin films on thesurface of a zinc ion-doped polymer substrate2024

    • Author(s)
      T. Tsuruoka, K. Araki, K. Kawauchi, Y. Takashima, and K. Akamatsu
    • Journal Title

      Inorganics

      Volume: 12 Pages: 21

    • DOI

      10.3390/inorganics12010021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diholine dihydrogen phosphate destabilizesG-quadruplexes and enhances transcription efficiency invitro and in cells2024

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata and N. Sugimoto
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 9 Pages: 5675-5682

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c08087

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] "In-cell stability prediction of RNA/DNA hybrid duplexes for designing oligonucleotides aimed at therapeutics "2023

    • Author(s)
      D. Banerjee, H. Tateishi-Karimata, M. Toplishek, T. Ohyama,S. Ghosh, S. Takahashi, M. TrajkovskiJ. Plavec, and N. Sugimoto
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc

      Volume: 145 Pages: 23503-23518

    • DOI

      10.1021/jacs.3c06706

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Xanthine derivatives inhibit FTO in an L-ascorbicacid-dependent manner2023

    • Author(s)
      K. Tanaka, A. Suda, M. Uesugi, S.Futaki, M. Imanishi
    • Journal Title

      Chem. Commun

      Volume: 59 Pages: 10809-10812

    • DOI

      10.1039/d3cc02484a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple and fastscreening forstructure-selective G-quadruplex ligands2023

    • Author(s)
      Y. Hashimoto, Y. Imagawa, K. Nagano,R. Maeda, N. N.agahama, T. Torii, N. Kinoshita, N.Takamiya, K.Kawauchi, H. Tateishi-Karimata, N. Sugimoto and D. Miyoshi,
    • Journal Title

      Chem. Commun

      Volume: 59 Pages: 4891-4894

    • DOI

      10.1039/d3cc00556a

  • [Journal Article] Nearest-neighbor parameters for the prediction of RNA duplex stability in diverse in vitro and cellular-like crowding conditions2023

    • Author(s)
      "S. Ghosh, S. Takahashi, D.Banerjee, T. Ohyama, T. Endoh, H. Tateishi-Karimata, and N.Sugimoto
    • Journal Title

      Nucleic Acids Res

      Volume: 51 Pages: 4101-4111

    • DOI

      10.1093/nar/gkad020

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] New Data Science in Nucleic Acids Chemistry (5): Effect of local environments on the stability of nucleic acids in mitochondria2024

    • Author(s)
      S. Ghosh, L. Liu, S. Takahashi, T. Endoh, N. Yoshinaga, K. Numata, N. Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第104回春季年会
  • [Presentation] 核酸化学のNew Data Science (8): ハイスピード共焦点イメージングを利用した生細胞内での核酸構造変化の解析2024

    • Author(s)
      遠藤玉樹、建石寿枝、筒井啓太、深谷陽子、築地真也、杉本直己
    • Organizer
      日本化学会第104回春季年会
  • [Presentation] New Data Science in Nucleic Acids Chemistry (9): Conformational transition of nucleic acids with virus genome sequences inside cell-like nanoconfinements2024

    • Author(s)
      S. Sarkar, H. Tateishi-Karimata, K. Maatsuura, T. Endoh, N. Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第104回春季年会
  • [Presentation] New Data Science in Nucleic AcidsChemistry (11): Transcriptional regulation in cancercells induced by formation of G-quadruplexes and i-motifs2024

    • Author(s)
      H.Tateishi-Karimata, K. Kawauchi, Y. Ling, S. Okuda, N. Sugimoto
    • Organizer
      日本化学会第104回春季年会
  • [Presentation] Mechanism of C-quadruplex formations in response to environmental changes in cancer cells2024

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata, Y. Ling, S. Okuda, S. S Aki, K. Kawauchi, N. Sugimoto
    • Organizer
      Supra FIBER International Summitfor Nucleic Acids (S-FISNA)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genome wide screening of G-quadruplex forming sequences under molecular crowding environment2024

    • Author(s)
      T. Endoh, S. Okuda, Y. Ling, H. Tateishi, N. Sugimoto
    • Organizer
      Supra FIBER International Summit for Nucleic Acids (S-FISNA)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] G-quadruplex specific binding of METTL3/14 RNA methyltransferase complex2024

    • Author(s)
      M. Imanishi, T. Endoh, Y. Ling, A. Yoshida, T. Oyoshi, S. Futaki
    • Organizer
      Supra FIBER International Summit for Nucleic Acids (S-FISNA)
  • [Presentation] Regulation of gene expression across species regulated by nucleic acid structures2024

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata
    • Organizer
      Structure and Function of Nucleic Acids
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 配列・タイミング依存的なRNA修飾操作法の開発2024

    • Author(s)
      今西 未来
    • Organizer
      日本薬学会第144 年会
  • [Presentation] Development of a simple detection method of RNA modification and its application2024

    • Author(s)
      Miki Imanishi
    • Organizer
      日本薬学会第144 年会
  • [Presentation] 核酸の高次情報を制御し理解する2024

    • Author(s)
      Miki Imanishi
    • Organizer
      第15回タタバイオ分子クラブ
  • [Presentation] マイクロ波照射による金属有機構造体の作製2024

    • Author(s)
      鶴岡 孝章
    • Organizer
      第17回日本電磁波エネルギー応用学会研究会
  • [Presentation] G-quadruplex ligand on telomere length-TERRA expression relationship2023

    • Author(s)
      Y. Hashimoto, K. Kawauchi, H.Tateishi-Karimata, N. Sugimoto, D. Miyoshi
    • Organizer
      第50回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of pseudocellular systems to understand G-quadruplex behaviors in cancer progression2023

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata, K. Kawauchi, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • Organizer
      第50回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] I-motif structure as a binding core for small fluorogens2023

    • Author(s)
      T. Endoh, S. Das, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • Organizer
      第50回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of intracellular molecular environments during cancer progression on i-motif formations2023

    • Author(s)
      K. Chen, H. Tateishi-Karimata ,N. Sugimoto
    • Organizer
      第50 回国際核酸化学シンポジウム(ISNAC2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of the regulatory mechanism of gene expression for new imperfect G-quadruplexes2023

    • Author(s)
      S. Sarkar, H. Tateishi-Karimata, T.Ohyama, N. Sugimoto
    • Organizer
      第50 回国際核酸化学シンポジウム(ISNAC2023)
  • [Presentation] Development of pseudo-cellular systems to understand effects of molecular environments on G-quadruplex behaviors depending on the type of cells2023

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata, K. Kawauchi, S. Takahashi, N. Sugimoto,
    • Organizer
      Advances in Noncanonical Nucleic Acids “ANNA2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Versatile binding core for small fluorogens consisting of noncanonical base pairs2023

    • Author(s)
      T. Endoh, J.-H. Tan, S.-B. Chen, S. Das, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • Organizer
      Advances in Noncanonical Nucleic Acids “ANNA2023”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] リピートRNAの細胞毒性凝集体の形成を抑制するリガンドの深索2023

    • Author(s)
      松本 咲,建石 寿枝, 大山 達也, 杉本 直己
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] シロイヌナズナの細胞内環境がDNA四重らせん構造の形成に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      建石 寿枝, 安喜 史織, 凌 一葦, 奥田 修二郎,杉本 直己
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 新型コロナウィルスのRNA合成反応を阻害する細胞内在性の四重らせんRNA2023

    • Author(s)
      遠藤玉樹、高橋俊太郎、杉本直己
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] Characterization for thermal stability of DNA G-quadruplexes adsorbed on metal-organic gels2023

    • Author(s)
      M. Fukuoka, H. Tateishi-Karimata, Y. Takashima, K. Akamatsu, T. Tsuruoka,
    • Organizer
      7th Gratama Workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Control of DNA replication by histone methyltransferases ATXR5 and ATXR6 in Arabidopsis thaliana2023

    • Author(s)
      M. K. Yee, A. Masada, H. Manabe, H. Takatsuka, S. S. Aki, M. Umeda
    • Organizer
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シトシン四重らせん構造によるがん遺伝子発現の制御2023

    • Author(s)
      建石 寿枝,川内 敬子,杉本 直己
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
  • [Presentation] 新型コロナウイルスのRNA依存性RNAポリメラーゼ活性を抑制できるヒト内在性RNAの取得2023

    • Author(s)
      遠藤玉樹、高橋俊太郎、杉本直己
    • Organizer
      日本核酸医薬学会第8回年会
  • [Presentation] Regulation of gene expression in human and plant cells regulated by nucleic acid structures2023

    • Author(s)
      H. Tateishi-Karimata
    • Organizer
      7th Gratama Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] DNA/RNA-immobilizing microsphere particles for selecting functional nucleic acids2023

    • Author(s)
      T. Endoh
    • Organizer
      7th Gratama Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Detection and sequence-specific control of RNA modifications2023

    • Author(s)
      M. Imanishi
    • Organizer
      The 19th Akabori Conference (Japanese-German Symposium on Peptide Science)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非二重らせん核酸による疾患関連遺伝子の発現制御2023

    • Author(s)
      建石 寿枝
    • Organizer
      CBI学会2023年大会
  • [Presentation] 多様な生物における非二重らせん核酸による遺伝子発現調節機構を知る2023

    • Author(s)
      建石 寿枝
    • Organizer
      日本化学会秋季事業 第13回 CSJ化学フェスタ2023
    • Invited
  • [Presentation] 核酸構造の多元機能とエピトランスクリプトームとの接点を知る2023

    • Author(s)
      今西 未来
    • Organizer
      日本化学会秋季事業 第13回 CSJ化学フェスタ2023
    • Invited
  • [Presentation] 配列選択的かつタイミング制御可能なRNA脱メチル化ツールの創出2023

    • Author(s)
      音成 兼光・浅見 有璃・二木 史朗・今西 未来
    • Organizer
      日本化学会第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] RNA脱メチル化酵素FTOに対する新規阻害剤とFTO活性におけるL-アスコルビン酸の寄与2023

    • Author(s)
      田中 和無爲・二木 史朗・今西 未来
    • Organizer
      日本化学会第13回CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] Development of higher sequence-selective and timing-controlled m6A demethylation tool2023

    • Author(s)
      Kenko Otonari, Shiroh Futaki, Miki Imanishi
    • Organizer
      FIBER International Summit for Nucleic Acids 2023(FISNA 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of higher sequence-selective and timing-controlled m6A demethylation tool2023

    • Author(s)
      K. Otonari, Y. Asami, S. Futaki, M. Imanishi
    • Organizer
      第24回日本RNA学会年会
  • [Presentation] 活性スイッチング制御が可能な配列特異的RNA脱メチル化酵素の創出2023

    • Author(s)
      音成 兼光,二木 史朗,今西 未来
    • Organizer
      第69回日本生化学会近畿支部例会
  • [Presentation] 金属イオンドープ高分子薄膜を用いたMOF分散高分子薄膜の作製2023

    • Author(s)
      福岡 美海,髙嶋 洋平,赤松 謙祐,鶴岡 孝章
    • Organizer
      錯体化学会第73回討論会
  • [Presentation] MOF前駆体含有ポリアミック酸溶液を用いたMetal-Organic Frameworkの直接合成2023

    • Author(s)
      江口 慧一,髙嶋 洋平,赤松 謙祐,鶴岡 孝章,
    • Organizer
      錯体化学会第73回討論会
  • [Remarks] 多元応答ゲノム ホームページ

    • URL

      https://www.konan-u.ac.jp/hp/dir-gb_fiber/

  • [Remarks] 甲南大学先端生命工学研究所 ホームページ

    • URL

      http://www.konan-fiber.jp/indexb/

  • [Remarks] 多元応答ゲノムバンク(DiR-GB)

    • URL

      https://g4vista.med.niigata-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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