2019 Fiscal Year Research-status Report
Analysis and regulation of non-canonical nucleic acids under intracellular conditions
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18KK0164
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
杉本 直己 甲南大学, 先端生命工学研究所, 教授 (60206430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TENG Ye 甲南大学, 先端生命工学研究所, 博士研究員 (00830621) [Withdrawn]
建石 寿枝 甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (20593495)
高橋 俊太郎 甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (40456257)
遠藤 玉樹 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (90550236)
GHOSH SAPTARSHI 甲南大学, 先端生命工学研究所, 博士研究員 (40840781) [Withdrawn]
松本 咲 甲南大学, 先端生命工学研究所, 特任教員(助教) (50850822)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2021-03-31
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| Keywords | 非標準核酸構造 / 熱力学 / 結晶構造解析 / NMR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、非標準核酸構造の安定性と立体構造を細胞内環境で解析し、非標準核酸構造による遺伝子発現制御機構を分子レベルで解明することを目的としている。2019年度は2018年度に引き続き、細胞内環境で遺伝子発現制御する非標準構造のエネルギーパラメータの測定を行うことからはじめた。まず、2018年度まで本研究に参画していたTengが中心となって行った、細胞内環境を模した分子クラウディング環境で三重らせんの構造安定性のカリウムイオン濃度の影響に関する研究成果をTengと共に研究分担者の建石がまとめ、論文発表を行った（Biochem. Biophys. Res. Commun, 525, 177 (2020)）。さらに、Ghoshや研究分担者の高橋を中心とし、分子クラウディング環境における核酸構造の安定性に関する法則を発表した（Nucleic Acids Res., 23, 3284 (2019)）。これらは、本研究に参加した外国人若手研究者（Teng、Ghosh）が筆頭著者となり論文発表した特筆すべき成果である。海外との共同研究成果として、VEGF遺伝子由来のi-motifの構造解析結果を発表した（Sci. Rep., 10, 2504 (2020)）。海外との共同研究については、研究代表者である杉本がニュージーランドのMassey Universityに訪問し、同大学の研究グループとDNA非標準構造のNMR法による立体構造解析に関する情報交換を行った。また、2018年度からはじめていたイギリスReading大学で開始していたVEGF遺伝子由来のi-motif構造の結晶構造解析は、単結晶が得られず、現在別のターゲットを含め条件をスクリーニング中である。また、研究分担者の遠藤は小分子結合性RNAの構造解析を同Reading大学の研究グループと進めている。一方、予定していた同Reading大学およびチェコMasaryk大学と中国南京農業大学の研究グループとの現地での国際交流は、新型コロナウイルスの影響でいずれもやむを得ず中止した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は、若手研究者を中心とした研究成果を論文発表することができ、本事業の目的の一つである若手研究者の養成に関して一定の成果をあげることができた。海外との共同研究成果に関しても論文として発表できてきており、順調に研究が進展してきている。一方、新型コロナウイルスの影響で海外との共同研究が滞っていることも事実であり、共同研究計画を変更せざるを得ない状況である。また、研究分担者であるGhoshは2019年度途中からJSPS外国人特別研究員に採用されたため、2019年度途中での本事業の参加を辞退した。そのため、研究代表者と所属を共にする松本特任助教が若手研究者として本事業に参加した。研究の引き継ぎは滞りなく行うことができ、本事業の進捗に影響はない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、これまで得られた非標準核酸構造の安定化エネルギーの変化(ΔG)についてのデータを活かし、複製・転写・翻訳などの遺伝子発現反応の相関を解析する。これらの遺伝子発現の反応効率から反応の活性化自由エネルギー(ΔG‡)を算出し、安定化エネルギーとの相関を検討する。さらに分子クラウディング環境下における非標準構造の立体構造変化の解析を英国Reading大学やチェコMasaryk大学をはじめとして海外の共同研究グループと推進する。一方、新型コロナウイルスの影響が今後も続くことを考慮して、海外での滞在が必要な研究計画を大幅に見直す必要がある。そのため、非標準構造の立体構造解析に関しては、国内で調整したサンプルを海外に発送し、現地で解析してもらう予定である。また、現地で行う予定だった植物を用いた個体レベルでの研究は行わず、これまでの共同研究成果を国内での細胞を用いた研究にフィードバックした研究を進めていく予定である。現地での交流ができなくなった代わりに、Web会議などを通じた研究打ち合わせや若手研究者同士の研究発表等の国際交流を計画している。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響で海外出張をやむを得ず取りやめたため、繰越金が生じた。次年度に、海外出張が実現できれば旅費として充てる。海外出張が次年度も不可の場合は物品費として使用する。
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