Biological function of non-canonical nucleic acids

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Elucidation of the mechanism for dimensional response genome across species regulated by nucleic acid structures
• Project/Area Number: 21H05110
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Imanishi Miki 京都大学, 化学研究所, 准教授 (80362391)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安喜 史織 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (50747946)
• Project Period (FY): 2021-08-23 – 2024-03-31
• Keywords: 核酸高次構造 / 核酸修飾

Outline of Final Research Achievements

N6-methyladenosine (m6A) is the most abundant modified base in mRNA and influences various biological phenomena. In this study, we have characterized the binding specificity and methylation properties of the RNA methyltransferase METTL3/METTL14 heterodimer to guanine quadruplex (G4) structured RNAs. We also succeeded in visualizing the G4 structure and i-motif structure in Arabidopsis cells. Furthermore, genome-wide gene expression analysis revealed that many genes are regulated by the formation of G4 structures.

Free Research Field

生物分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

N6-メチルアデノシン（m6A）は様々なRNA代謝に関わり、発生や分化、がん化、体内時計の制御やウイルスの生活環など種々の生命現象や疾患に影響を与える。本研究では、エピトランスクリプトーム制御におけるG4構造の関与という新たな知見と同時に、核酸高次構造の新たな機能を示す結果を得た。また、植物個体においても核酸の高次構造が存在し遺伝子制御に関わることが明らかになり、一時配列にとどまらない核酸の役割に関する基礎的な知見を得た。これらの成果は、核酸の高次機能の制御が、種々の生命現象を理解したり、創薬を行う上での新たな観点となることを示すものである。