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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Model system for nucleic acid-protein liquid-liquid phase separation

Research Project

Project/Area Number 21H02062
Research InstitutionKonan University

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)

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)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords液液相分離 / 四重らせん構造 / 核酸 / ドロップレット / ペプチド
Outline of Annual Research Achievements

核酸とタンパク質は細胞内で相分離して多種多様なドロップレットを形成する。相分離の環境応答性と形成可逆性はドロップレットの生物学的役割の要であるが、その分子機構は未知である。本研究では、ドロップレットに環境応答性と形成可逆性をもたらす分子機構の解明を学術的「問い」とし、先行研究で注目されることのなかった核酸構造に着目してこの問いを化学的に解明することを目指す。そのために、本研究では次の課題に取り組んでいる。
①オリゴ核酸とオリゴペプチドからなる相分離最小モデルシステムを構築する。②核酸とペプチドの配列、構造、化学修飾、分子環境における相分離の必須因子を同定する。③相分離必須因子や核酸構造結合化合物を用いて相分離制御技術を構築する。
研究の最終年度においては、当初の研究計画に基づき、②相分離に必須な因子の解明と、③相分離制御技術の構築を試みた。②に関しては、核酸とタンパク質のエピジェネティクス修飾が相分離に及ぼす効果を検討して、核酸四重らせん構造のなかでも、鎖の配向性に相分離能が大きく依存することが明らかとなった。次に、③相分離制御技術の構築においては、核酸四重らせん構造に対するリガンド、周辺環境因子、さらには核酸に対する化学修飾により、相分離を合目的的に制御する方法を見出すことができた。さらに、これらの成果をもとに、細胞内で見られる代表的な液滴である、核小体の再配向機構を解明し、さらに制御することができた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (41 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 17 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] 細胞内環境で安定化する核酸構造を標的にした低分子薬の開発2024

    • Author(s)
      橋本 佳樹、川内 敬子、三好 大輔
    • Journal Title

      MEDCHEM NEWS

      Volume: 34 Pages: 36~42

    • DOI

      10.14894/medchem.34.1_36

  • [Journal Article] Loss of p53 function promotes DNA damage-induced formation of nuclear actin filaments2023

    • Author(s)
      Torii Takeru、Sugimoto Wataru、Itoh Katsuhiko、Kinoshita Natsuki、Gessho Masaya、Goto Toshiyuki、Uehara Ikuno、Nakajima Wataru、Budirahardja Yemima、Miyoshi Daisuke、Nishikata Takahito、Tanaka Nobuyuki、Hirata Hiroaki、Kawauchi Keiko
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 14 Pages: 766

    • DOI

      10.1038/s41419-023-06310-0

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The iron chelator deferriferrichrysin induces paraptosis via extracellular signal‐related kinase activation in cancer cells2023

    • Author(s)
      Kinoshita Natsuki、Gessho Masaya、Torii Takeru、Ashida Yukako、Akamatsu Minori、Guo Alvin Kunyao、Lee Sunmin、Katsuno Tatsuya、Nakajima Wataru、Budirahardja Yemima、Miyoshi Daisuke、Todokoro Takehiko、Ishida Hiroki、Nishikata Takahito、Kawauchi Keiko
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 28 Pages: 653~662

    • DOI

      10.1111/gtc.13053

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Simple and fast screening for structure-selective G-quadruplex ligands2023

    • Author(s)
      Hashimoto Yoshiki、Imagawa Yoshiki、Nagano Kaho、Maeda Ryuichi、Nagahama Naho、Torii Takeru、Kinoshita Natsuki、Takamiya Nagisa、Kawauchi Keiko、Tatesishi-Karimata Hisae、Sugimoto Naoki、Miyoshi Daisuke
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 59 Pages: 4891~4894

    • DOI

      10.1039/D3CC00556A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biomolecular Liquid?Liquid Phase Separation for Biotechnology2023

    • Author(s)
      Shil Sumit、Tsuruta Mitsuki、Kawauchi Keiko、Miyoshi Daisuke
    • Journal Title

      BioTech

      Volume: 12 Pages: 26~26

    • DOI

      10.3390/biotech12020026

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] RNA 高次構造を標的とした光線力学療法の展望2023

    • Author(s)
      取井猛流・木下菜月・橋本佳樹・杉本渉・川内敬子・三好大輔
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 38 Pages: 1154-1156

  • [Presentation] Topology dependent liquid-liquid phase separation of G-quadruplex2024

    • Author(s)
      Mitsuki Tsuruta・Keiko Kawauchi・Naoki Sugimoto・Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      S-FISNA,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Systematic investigation of factors influencing liquid-liquid phase separation of Argynine-rich peptides and G-quadruplexes2024

    • Author(s)
      Sumit Shil、Mitsuki Tsuruta、Keiko Kawauchi, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      S-FISNA,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 構造化したループ領域をもつグアニン四重らせん構造におけるカチオン結合親和性と構造安定性の相関2024

    • Author(s)
      小坂 直暉、中田 実紀、三好 大輔
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] ループ領域が決定するDNA四重らせん構造の構造形成速度2024

    • Author(s)
      中田 実紀、小坂 直暉、三好 大輔
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] アルギニンに富んだペプチドとグアニン四重らせん構造によって誘起される液液相分離を制御する因子の検討2024

    • Author(s)
      シル シュミット、鶴田 充生、川内 敬子、三好 大輔
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] 核酸のグアニン四重らせん構造標的分子を用いたテロメア長―TERRA発現量相関の制御2024

    • Author(s)
      橋本 佳樹、川内 敬子、三好 大輔
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] Regulation of liquid-liquid phase separation induced by G-quadruplex nucleic acids2023

    • Author(s)
      Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      European Materials Research Society Spring Meeting 2023,
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] グアニン四重らせん構造選択的なリガンドのテロメア長―TERRA発現量相関に対する効果2023

    • Author(s)
      橋本佳樹、取井猛流、川内敬子、建石寿枝、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第17回年会
  • [Presentation] エピジェネティック修飾による DNA グアニン四重鎖構造が誘起する相分離に対する影響2023

    • Author(s)
      鶴田 充生、川内 敬子、杉本 直己、三好大輔
    • Organizer
      第49回生体分子科学討論会
  • [Presentation] Effects of structure-selective G-quadruplex ligand on TERRA expression-telomere length relationship2023

    • Author(s)
      Yoshiki Hashimoto, Keiko Kawauchi, and Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      Gordon Research Conference in Nucleosides, Nucleotide, and Oligonucleotide
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Epigenetic modification regulates liquid-liquid phase separation induced by G-quadruplex via structure transition2023

    • Author(s)
      Mitsuki Tsuruta・Takeru Torii・Keiko Kawauchi・Naoki Sugimoto・Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      Gordon Research Conference in Nucleosides, Nucleotide, and Oligonucleotide
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Factors of peptides that induce G4-nucleic acid liquidliquid phase separation2023

    • Author(s)
      Sumit Shil, Mitsuki Tsuruta, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      FISNA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The Effects of Loop Region on Folding Mechanism of DNA G-quadruplexes2023

    • Author(s)
      Minori Nakata, Naoki Kosaka, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      FISNA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The role of G-quadruplex in transcription of retrotransposon LINE-12023

    • Author(s)
      Sunmin Lee, Masaya Gessho, Yemmima Suryani Budirahardja, Shunichi Uemura, Natsuki Kinoshita, Takeru Torii, Yoshiki Hashimoto, Tsuruta Mituki, Daisuke Miyoshi, Keiko Kawauchi
    • Organizer
      FISNA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Liquid-liquid phase separation of G-quadruplex regulated by DNA cytosine methylation2023

    • Author(s)
      Mitsuki Tsuruta, Takeru Torii, Keiko Kawauchi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      FISNA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Clarification of cell-cell fusion mechanism in cervical cancers2023

    • Author(s)
      Kohei Takeuchi, Natsuki Kinoshita, Takeru Torii, Ryoto Urano, Takahito Nishikata, Daisuke Miyoshi, Hiroaki Hirata, Keiko Kawauchi, Keigo Araki
    • Organizer
      FISNA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of the molecular mechanism of cancer cell death induced by an iron chelator derived from Aspergillus oryzae2023

    • Author(s)
      Natsuki Kinoshita, Masaya Gessho, Takeru Torii, Yukako Ashida, Minori Akamatsu, Alvin Kunyao Guo, Sunmin Lee,Tatsuya Katsuno, Wataru Nakajima, Yemima Budirahardja, Daisuke Miyoshi, Takehiko Todokoro, Hiroki Ishida, Takahito Nishikata, Keiko Kawauchi
    • Organizer
      FISNA2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNAの四重らせん構造が誘起する相分離に対するエピジェネティック修飾の影響の検討2023

    • Author(s)
      鶴田 充生、取井 猛流、川内 敬子、杉本 直己、三好 大輔
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] グアニン四重らせん構造のフォールディング速度に対するループ領域の影響2023

    • Author(s)
      中田 実紀、小坂 直暉、三好 大輔
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 構造選択的G4リガンドによるテロメア長とTERRA発現量の制御2023

    • Author(s)
      橋本 佳樹、川内 敬子、建石 寿枝、杉本 直己、三好 大輔
    • Organizer
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] グアニン四重鎖構造が誘起する相分離に対するエピ ジェネティック修飾の影響2023

    • Author(s)
      鶴田 充生・取井 猛流・木下 菜月・川内 敬子・杉本 直己・三好 大輔
    • Organizer
      第72回高分子討論会
    • Invited
  • [Presentation] Structure,stability,and interaction of nucleic acids under molecular crowding conditions2023

    • Author(s)
      Daisuke Miyoshi, Mitsuki Tsuruta, Keiko Kawauchi
    • Organizer
      日本化学会東北支部80周年記念国際会議
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 液液相分離に対するDNA反復拡張により誘起されるシトシンメチル化の影響2023

    • Author(s)
      鶴田充生・取井猛流・川内敬子・杉本直己・三好大輔
    • Organizer
      第1回異分野融合若手研究者の会
  • [Presentation] グアニン四重らせん構造のフォールディング機構におけるループ領域の役割2023

    • Author(s)
      中田 実紀、小坂 直暉、三好大輔
    • Organizer
      第1回異分野融合若手研究者の会,
  • [Presentation] グアニン四重らせん構造選択的なリガンドを用いたテロメア長ーTERRA発現制御2023

    • Author(s)
      橋本 佳樹・川内 敬子・建石 寿枝・杉本 直己・三好 大輔
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] グアニン四重らせん構造のフォールディング速度に対するループ領域の影響2023

    • Author(s)
      中田 実紀・小坂 直暉・三好 大輔
    • Organizer
      CSJ化学フェスタ2023
  • [Presentation] The Role of Loop Region in Folding Mechanism of DNA G-quadruplexes2023

    • Author(s)
      Minori Nakata, Naoki Kosaka, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry / The 7th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of Structure and Sequence on Liquid-Liquid Phase Separation of G4 Nucleic Acids2023

    • Author(s)
      Sumit Shil, Mitsuki Tsuruta, Keiko Kawauchi, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry / The 7th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Liquid-liquid phase separation of G-quadruplex is tuned by DNA cytosine methylation2023

    • Author(s)
      Mitsuki Tsuruta, Takeru Torii, Keiko Kawauchi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry / The 7th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regulation effect of structure-selective G-quadruplex ligand on telomere length-TERRA expression relationship2023

    • Author(s)
      Yoshiki Hashimoto, Keiko Kawauchi, Hisae Tateishi-Karimata, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry / The 7th Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acids Chemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Factors affecting liquid-liquid phase separation induced by nucleic acid structures2023

    • Author(s)
      M. Tsuruta, S. Shil, K. Kawauchi, and D. Miyoshi
    • Organizer
      International Symposium of Nanomidicine (ISNM) 2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 生体分子環境の化学 (CSJカレントレビュー: 45)2023

    • Author(s)
      建石寿枝、三好大輔、杉本直己
    • Total Pages
      208
    • Publisher
      化学同人
    • ISBN
      9784759814057
  • [Remarks] 甲南大学フロンティアサイエンス学部分子設計化学研究室(三好研究室)

    • URL

      https://www.konan-u.ac.jp/hp/FIRST_Miyoshi-lab/

  • [Remarks] 甲南大学教員データベース

    • URL

      https://researchers.adm.konan-u.ac.jp/html/91_ja.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光線力学療法用剤2024

    • Inventor(s)
      権田幸祐、三好大輔、等
    • Industrial Property Rights Holder
      東北大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2024/6842
    • Overseas

URL: 

Published: 2024-12-25  

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