2022 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the functional role of unpaired regions of nucleic acid structures and their effects of molecular crowding
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18K05325
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
中野 修一 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (70340908)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | グアニン四重鎖 / シトシン四重鎖 / キメラ核酸 / 塩基性タンパク質 / アルキルアンモニウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は最終年度であるため、これまでの実験結果の一般性の評価と、異なる核酸構造に与える影響の比較検討を中心に研究を進めた。
前年度までの研究によって、様々なカチオン性物質（金属イオン、生体ポリアミン、テトラアルキルアンモニウムイオン、塩基性タンパク質、オリゴペプチドなど）がヒトテロメア由来のDNA配列が形成するグアニン四重鎖の構造安定性に与える影響を明らかにしてきた。そこで、別の塩基配列のDNA四重鎖（トロンビン結合アプタマーが形成するグアニン四重鎖、シトシンに富んだ配列が形成するシトシン四重鎖）でも同様の影響が見られるかについて調べた。その結果、様々な種類の塩基性タンパク質（リゾチーム、チトクロームc、ヒストン）は新たに検討した四重鎖に対してもループ長に依存した安定化作用を示し、高濃度タンパク質による分子クラウディング環境は様々な種類の四重鎖構造を安定化させることが確認された。
カチオン性物質が有する核酸のループ部位への結合能力は、核酸の構造変化を引き起こす原因になり得ると推測される。この考えを確認するために、様々なDNA配列が形成するグアニン四重鎖を用いて検討を行った。その結果、サイズが大きなアルキルアンモニウムイオンを加えると、DNA配列によっては四重鎖の構造変化が誘導されることが見出された。アルキルアンモニウムイオンを用いた滴定実験を行ったところ、グアニン四重鎖の形成には金属イオンが不可欠であり、アルキルアンモニウムイオンは四重鎖ループ部位のリン酸部分と相互作用していると考えられた。
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