2020 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TENG Ye 甲南大学, 先端生命工学研究所, 博士研究員 (00830621) [Withdrawn]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, 准教授 (20593495)
高橋 俊太郎 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (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GHOSH SAPTARSHI 甲南大学, 先端生命工学研究所, 博士研究員 (40840781) [Withdrawn]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 – 2022-03-31
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| Keywords | 非標準構造 / 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。2020年度は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解析をさらに充実させた。まず、2019年度まで 本研究に参画していたGhoshと研究分担者の高橋を中心とし、核酸構造の安定性を様々な分子クラウディング環境において正確に予測できる手法を発表した(PNAS, 117, 14194 (2020))。また、研究分担者の松本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RNA四重らせんの構造安定性に与えるカルテット数とループ長の効果に関する研究成果を論文発表した(Biochemistry, 59, 2640 (2020))。これらは、本研究に参加した若手研究者(Ghosh、松本)が筆頭著者となり論文発表した特筆すべき成果である。また、細胞内環境における核酸構造の安定性とその予測に関して、これまでの本研究の成果により総説として発表することができた(Chem. Soc. Rev., 49, 9439 (2020))。海外との共同研究成果として、非天然核酸の複製反応における分子クラウディング環境の影響（Molecules, 25, 4120 (2020)）や、核酸を用いたエクソソームの工学的活用（PNAS, 118, e2020241118 (2021)）に関する論文を発表した。
一方で、新型コロナウイルス感染症の影響により、渡航を伴う共同研究及び打ち合わせは全て中止し、Web会議による研究打ち合わせを行った。また、共同研究自体も国内外の研究体制の制限等により2020年度の共同研究計画を進展させることがほとんどできなかった。そのため、2020年度で終了予定であった本事業を1年延期し、2021年度も国際共同研究を実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は、2019年度に引き続き、参画する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。一方、新型コロナウイルス感染症の影響で海外との共同研究が滞っており、当初の研究計画から遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は2020年度で終了の事業であったが、新型コロナウイルス感染症の影響による研究遅延のため、事業の延長申請を行った。遅れている国際共同研究は2021年度も引き続き実施する。2021年度は、2020年度に実施予定であった研究を行う予定である。具体的には、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。また、植物を用いた組織レベルの解析を南京農業大学の研究グループと進める。一方、申請者のグループが現地で行う予定だった共同研究は実施せず、全て国内でサンプル調製などをし、現地の共同研究先に解析を依頼する。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は情勢が好転しない限り、Web会議で行う。しかしながら、以前実施体制は厳しい状況にあるため、状況を精査しつつ柔軟に研究計画を変更していく。
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| Causes of Carryover |
2020年度は新型コロナウイルス感染症の影響により、本事業に関する研究を進めることが困難であった。そのため、本事業は2020年度で終了予定であったが、2021年度も延長して行う。予算の使用計画は、当初2020年度に行う予定であった研究計画に沿う予定である。しかし、渡航制限がしばらくも続くことが想定されることから、計上してある旅費は情勢を見極めつつ国際共同研究に必要な物品費などに振り替える。
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