2019 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of chemical environment changes in cell on DNA structures and functions
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17K05941
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
建石 寿枝 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (20593495)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | DNA構造 / 擬似細胞内環境 / 転写変異 / 定量的解析 / センシング / がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNA四重鎖が形成されると種々の生体反応の変異が誘発さるため、四重鎖の形成と疾患発症機構との関連性が注目されている。本研究では、がんなどの疾患による細胞内の環境変化に注目し、細胞内の環境変化がDNAの構造と機能に及ぼす影響を知り（「知る研究」）、それらの知見を活用する（「使う研究」）ことを目的とする。
2019年度は、「知る研究」として、生体反応に変異を与える二重らせん構造の擬似細胞内での挙動を物理化学的手法によって解析し、細胞内ではDNAの水和している水分子と共存溶質やイオンの相互作用によって、DNA構造が決定されていることを見出した（Biochem. Biophys. Res. Commun., 525, 177 (2020)、Molecules, 25, 707 (2020）など）。
さらに上記の細胞内のDNA構造を予測する指針ができたことから、「使う研究」として、四重らせん構造を安定化するよう分岐型オリエチレングルコールをもつ人工核酸を合成し、安定な四重らせん構造を誘起させる技術を開発した（Molecules, 25, 387 (2020)）。さらに、細胞の周期などの環境変化に応答して変化する核酸の構造を制御するために、神経変性疾患細胞において凝集体を形成するRNAの構造変化メカニズムを、溶液のカチオンや共存溶質との相互作用（静電的相互作用）の観点から明らかにした（Biochemistry, 59, 1972 (2020)）。また、これらの核酸構造は転写、翻訳などの疾患に関わる重要な生体反応を制御していることから非二重らせん構造を標的として疾患治療法について、研究代表者らの最近の研究成果と共に総説としてまとめ発表した。
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