タンパク質によるグアニン四重鎖の巻き戻し原理の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K06181
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 北野 健 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40346309)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: タンパク質 / 立体構造 / Ｘ線結晶解析 / ゲノム維持 / 活性酸素

Outline of Annual Research Achievements

遺伝情報の担い手であるゲノム DNA は，様々な危険にさらされている。外部より降り注ぐ紫外線や，細胞の核内に侵入する有害物質は，ゲノム DNA に多種類の損傷を誘発して，巻き戻しや複製等の反応が困難となる障害をもたらす。こうした一連の損傷障害の蓄積から DNA を守るために，哺乳類やバクテリア等の生物は，それぞれの細胞に含まれる種々のタンパク質の構造と機能を進化させて，独自のゲノム維持機構を発展させて来た。このゲノム維持機構は，生物が生存するために必要不可欠な，細胞の最重要防御機構のひとつと考えられている。実際，ゲノム維持機構に関わるタンパク質に生じたわずかな異常が，様々な疾病疾患に関係することも明らかになってきている。しかしながら，その詳細については，いまだ不明な点が多い。
本研究では，哺乳類やバクテリアの細胞が進化させてきたゲノム維持機構において，重要な働きを担うタンパク質を対象として，構造生物学の研究を行っている。本年度は，活性酸素という有害物質を細胞内で除去する働きを持つタンパク質について，昨年度に達成できなかった解析に重点をおいて，研究を進めた。活性酸素は，呼吸等の生命活動のなかで必然的に生じる有害物質のひとつで，ゲノム DNA に広範囲の損傷を誘発することで知られている。研究を進めた結果，同タンパク質の酵素反応において重要と考えられる，立体構造の変化について，触媒メカニズムに関連づけられる知見を得ることができた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

タンパク質の分子立体構造を調べるために行っている構造解析の作業に，当初の予定を上回る多くの時間を要したため。また新型コロナウイルス感染症の拡大による研究計画変更等に伴い，研究計画の変更修正が必要となったため。

Strategy for Future Research Activity

得られた立体構造情報を基に，活性酸素を分解するタンパク質について，その酵素反応の仕組み解明に向けた研究を，継続して進める。

Causes of Carryover

進捗状況にやや遅れが生じたことへの対策として，研究計画の見直しが必要になったため。
今後，未使用額の研究費は，研究に必要な消耗品の購入や，学会で研究成果を発表するための旅費，科学雑誌で研究成果を論文発表するための出版料などに使用する予定である。