2013 Fiscal Year Annual Research Report
プリオンの異常化とアミロイドβとの相互作用のＲＮＡアプタマーによる阻害の構造基盤
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25291013
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
片平 正人 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70211844)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | プリオンタンパク質 / アミロイドβタンパク質 / ＲＮＡアプタマー / ＮＭＲ / 相互作用 / アルツハイマー病 / プリオン病 |
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| Research Abstract |
プリオンタンパク質に対するＲＮＡアプタマーＲ１２とプリオンタンパク質の相互作用を解析し、Ｒ１２が高い親和性を示すメカニズムを解明した。Ｒ１２はプリオンタンパク質の異なる２箇所と同時に相互作用し、これによって安定化のエネルギーが約２倍になり、その結果結合定数が約２乗大きくなる事が、高い親和性を示す源泉である事が分かった。Ｒ１２は正常型のプリオンタンパク質を安定化する事で、同タンパク質の異常型への遷移を阻害する事（抗プリオン活性）が期待される。そこでＲ１２が抗プリオン活性を有するかを、生細胞を用いた系で調べたところ、確かにそのような活性を有する事が示された(岐阜大・桑田先生のグループとの共同研究)。次にＲ１２の配列に基づいて別のＲＮＡアプタマーを設計し、その抗プリオン活性を調べたところ、より強い活性を有する事を見出した。この高い活性は、立体構造に基づいて合理的に解釈する事ができた。
プリオンタンパク質は、細胞表面においてアミロイドβオリゴマーの受容体として機能している事が提唱されている。プリオンタンパク質に対する抗体で同タンパク質の受容体としての働きを阻害すると、海馬におけるシナプスの可塑性が復活する事が示され、抗体のアルツハイマー病の治療への応用が期待されている。プリオンタンパク質に対するアプタマーも、同様な効果をもたらす事が期待される。そこでプリオンタンパク質とアミロイドβタンパク質との相互作用を、プルダウンアッセイとケミカルシフトパータベーション法によって検証したところ、相互作用する事を示唆する結果が得られた。
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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
プリオンタンパク質に対するＲＮＡアプタマーがいかにして高い親和性を発揮するのかを、立体構造・相互作用の解析に基づいて解明する事ができた。また同アプタマーが抗プリオン活性を有する事も分かった。より活性が高いアプタマーの設計にも成功した。さらにプリオンタンパク質とアミロイドβタンパク質との相互作用を示唆する結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
より高い抗プリオン活性を有するアプタマーの合理的な設計と活性の検証を行う。プリオンタンパク質とアミロイドβタンパク質との相互作用に関す解析を進行させ、さらに相互作用をＲＮＡアプタマーで遮断する事を試みる。
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[Journal Article] Anti-prion ctivity of an RNA aptamer and its structural basis2013
Author(s)
Mashima, T., Nishikawa, F., Kamatari, Y., Fujiwara, H., Saimura, M., Nagata, T., Kodaki, T., Nishikawa, S., Kuwata, K. and Katahira, M
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Journal Title
Nucleic Acids Res.
Volume: ４１
Pages: 1355-1362
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Origin of the anti-prion activity of quadruplex2013
Author(s)
Tsukasa Mashima, Fumiko Nishikawa, Yuji O. Kamatari, Masayuki Saimura, Takashi Nagata, Satoshi Nishikawa, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
Organizer
The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
Place of Presentation
神奈川大学(横浜市）
Year and Date
20131113-20131115
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[Presentation] The deamination of APOBEC3G is controlled by the sliding-direction-dependent catalytic activity, and anti-prion activity of an RNA aptamer and its structual basis
Author(s)
Ayako Furukawa, Kenji Sugase, Ryo Morishita, Takashi Nagata, Akifumi Takaori-Kondo, Akihide Ryo, Tsukasa Mashima, Fomiko Nishikawa, Satoshi Nishikawa, Yuji Kamatari, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
Organizer
The 10th Korea-Japan Bilateral Symposium on Biological NMR
Place of Presentation
ソウル大学(ソウル、韓国）
Invited
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