2019 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of stress granule formation by RNA G-quadruplex
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18K19153
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
三好 大輔 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (50388758)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川内 敬子 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (40434138)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | mRNA / 四重らせん構造 / 液液相分離 / ストレス顆粒 / ペプチド / タンパク質 / 分子クラウディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核酸とタンパク質から成るストレス顆粒は、セントラルドグマにおける翻訳やRNAのメタボリズムの制御を酸化などの外部刺激に依存して行っている。このような機能を行うためにストレス顆粒に求められる機能に、外部刺激に応答した動的顆粒形成と解離がある。本研究では、このストレス顆粒の動的形成が、核酸が形成する四重らせん構造（G4）によって制御されていると考え、検討を進めた。
具体的には、研究最終年度として、研究計画に示した三つの目的に向けて研究を進め、それぞれについて次のような成果が得られた。
①顆粒に含まれるG4の環境応答性の定量解析：細胞内の分子環境を化学模倣した実験系を構築し、系内の環境因子を系統的に変化させ、G4の構造安定性を定量解析した。その結果、分子クラウディングを惹起する物質の水酸基が、G4の構造安定性に大きな影響を及ぼすことが分かった。このことは、細胞模倣環境を構築する際の分子クラウディング剤の選定において有用な結果である。
②顆粒タンパク質とG4の相互作用解析：G4と強い親和性をもつペプチドを発見することができた。またそのペプチドとG4との結合解析を行い、結合機構を提唱できた。興味深いことに、本ペプチド類似配列が細胞でG4と結合し相分離を引き起こすことも分かった。
③顆粒の光制御技術の構築：本研究の最終奥的である顆粒の制御技術に関しては、G4と選択的に結合し、かつ光照射によってG4を分解できる化合物群を開発することに成功した。この化合物群を用いることで、G4とタンパク質を含む顆粒を光照射によって制御することが可能になると期待される。
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