2023 Fiscal Year Annual Research Report
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20K14599
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
李 佩瑩 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (00862062)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 生命の起源 / リボザイム / 自己集合ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現代の生命では，核酸やタンパク質などの複数の分子種の協調によって精妙な遺伝子発現機構を構築されている．しかし，初期生命が如何に誕生し，そのような複雑なシステムに進化してきたのかという生命の本質的な問いにはまだ答えが得られていない．RNAから進化が開始したという「RNAワールド仮説」が立てられたが，その後，RNA自身の進化・タンパク質との共進化がどのように進んできたのかについてはまだ分かっていない．短鎖ペプチドはRNAよりも合成しやすく，生命誕生以前に既に存在しRNAの機能を補助し，RNA進化と共に配列複雑化・構造化していたのではないと推測した．そこで，本研究では，RNA酵素（リボザイム）に構造化できる単純なペプチドを加え，複数分子種が存在する環境下でRNA自己複製システムの構築を目指し，初期生命の誕生・RNA―ペプチド共進化の進行を理解する．そのために，自己集合によるペプチド構造体の構築を行い，リボザイムの活性向上・区画化を試みる．2022年度までに，単純なペプチドが自己集合によりアミロイド構造を含む集合体を形成し，この集合体がRNA濃縮機能やリボザイム活性化機能を有することを発見した．今年度は，その自己集合ペプチド配列を基に配列の再設計を行い，ペプチド配列および塩濃度がリボザイム活性に及ぼす影響を明らかにした．自己集合ペプチド配列をわずかに変えることで，ペプチド集合体とRNAとの結合が変化し，それに伴ってリボザイム活性化に必要な塩濃度も変化することが分かった．太古地球上の様々な塩濃度環境下でも異なる配列を持つ自己集合ペプチドがRNAを適応させ，区画化・リボザイム活性化をサポートした可能性を示した．
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