2003 Fiscal Year Annual Research Report

リボザイム機能構造のネットワーク

Research Project

Project/Area Number	14035224
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	井上丹京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40114855)
Keywords	RNA / リボザイム / in vitroセレクション / リガーゼ / self-foldingRNA / 分子デザイン / 分子エンジニアリング / ナノ
Research Abstract	「RNAナノ構造体の人工的構築」によりつくられた人工のself-folding RNAを基本骨格として、分子エンジニアリングを行い、反応部位と触媒部位を新たに組み込んだRNAをコンピュータープログラムによりデザインした。触媒部位は30のランダムな塩基配列を持つヌクレオチドプールとし、このプールからのin vitroセレクションの条件を設定、セレクションを行いRNAリガーゼ活性を有するRNAを単離精製した。また、それに含まれる分子認識ユニットである触媒部位の塩基配列を決定した。デザインされた通りにセレクトされた分子認識ユニットの働きにより、RNA ligation反応が進行することをあきらかにした。この反応が天然の3'-5'リンケージを持つRNA結合の形成をすることを確認し、さらに分子エンジニアリングを進め、RNAを触媒ユニットと基質ユニットの二つのユニットに物理的に分割・再構成すると言う手法で人工的な分子進化を行わせることに成功した。この反応系では、反応が最終的に80%以上の高効率で進むことが分かり、この手法によるリボザイムの構築という手法が、将来的に有望なものであることが確認できた。さらに、得られたリボザイムにランダムに変異を導入し、さらにセカンドセレクションを行うことにより、その活性を向上させることに成功した。その結果、大幅な活性の向上が認められ、また、さまざまなリボザイムの誘導体を得ることに成功した。これらはリボザイムの細部の構造の解析に有用であり、この実験から触媒部位の高次構造の予測や触媒に関与する残基の推定が可能となった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Ohuchi, S.J., Ikawa, Y., Shiraishi, H., Inoue, T.: "Artificial Modules for Enhancing Rate Constants of a Group I Intron Ribozyme without a P4-P6 Core Element"J.Biol.Chem.. 279. 540-546 (2004)
[Publications] Matsumura, S., Ikawa, Y., Inoue, T.: "Biochemical characterization of the kink-turn RNA motif"Nucleic Acids Research. 31. 5544-5551 (2003)
[Publications] Ikawa, Y., Sasaki, K., Tominaga, H., Inoue.T.: "P5 activator of a group IC ribozyme can replace P7.1/7.2 activator of a group IA ribozyme."J.Biochem.. 133. 665-670 (2003)
[Publications] Ikawa, Y., Tsuda, K., Matsumura, S., Atsumi, S., Inoue, T.: "Putative intermediary stages for the molecular evolution from a ribozyme to a catalytic RNP"Nucleic Acids Research. 31. 1488-1496 (2003)
[Publications] Ikawa, Y., Inoue, T.: "Designed structural rearrangement of an active group I ribozyme"J.Biochem. 133. 189-195 (2003)
[Publications] Atsumi, S., Ikawa, Y., Shiraishi, H., Inoue, T.: "Selections for constituting new RNA-protein interactions in catalytic RNP"Nucleic Acids Research. 31. 661-669 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

リボザイム機能構造のネットワーク

Principal Investigator

井上 丹 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40114855)

Research Products

[Publications] Ohuchi, S.J., Ikawa, Y., Shiraishi, H., Inoue, T.: "Artificial Modules for Enhancing Rate Constants of a Group I Intron Ribozyme without a P4-P6 Core Element"J.Biol.Chem.. 279. 540-546 (2004)

[Publications] Matsumura, S., Ikawa, Y., Inoue, T.: "Biochemical characterization of the kink-turn RNA motif"Nucleic Acids Research. 31. 5544-5551 (2003)

[Publications] Ikawa, Y., Sasaki, K., Tominaga, H., Inoue.T.: "P5 activator of a group IC ribozyme can replace P7.1/7.2 activator of a group IA ribozyme."J.Biochem.. 133. 665-670 (2003)

[Publications] Ikawa, Y., Tsuda, K., Matsumura, S., Atsumi, S., Inoue, T.: "Putative intermediary stages for the molecular evolution from a ribozyme to a catalytic RNP"Nucleic Acids Research. 31. 1488-1496 (2003)

[Publications] Ikawa, Y., Inoue, T.: "Designed structural rearrangement of an active group I ribozyme"J.Biochem. 133. 189-195 (2003)

[Publications] Atsumi, S., Ikawa, Y., Shiraishi, H., Inoue, T.: "Selections for constituting new RNA-protein interactions in catalytic RNP"Nucleic Acids Research. 31. 661-669 (2003)

井上丹京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40114855)