2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26620138
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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) |
高橋 俊太郎 甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (40456257)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 核酸 / RNA / 熱力学的安定性 / 高圧力 / 遺伝暗号 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生命挙動のセントラルドグマである複製、転写や翻訳という遺伝子の発現に関わる反応に対して高圧力が与える影響を調べ、圧力の摂動により人為的に遺伝子発現を制御することを目的とする。H27年度は、初年度に引き続き高圧力下での核酸二次構造の安定性に対する影響を検討した。その結果、非二重らせん構造であるグアニン（G）四重らせん構造は圧力が高くなるにつれ、不安定化し、一方その相補鎖で形成されるi-motif構造が安定化されることを見出した（Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 31004-31010 (2015)）。高圧力が非二重らせん構造の安定性に与える影響は溶媒環境に強く依存したことから、非二重らせん構造の安定性に対して水和する水分子の構造の重要性が示唆された。実際に、分子動力学計算によってG四重らせん構造の水和構造は二重らせんのものよりも溶媒環境によって壊れやすい性質を持つことが示された（Nucleic Acids Res., 43, 10114-10125 (2015)）。また、i-motif構造に関しては分子内のループ部分の水和水がコリンのような低分子化合物によって脱水和しやすく、その特徴的な水和構造がi-motifの安定性に大きく寄与していることを明らかにした（Chem. Commun., 51, 6909-6912 (2015), Biochimie, 108, 169-177(2015)）。上記の基礎解析結果を踏まえ、二次構造を形成するDNAの複製反応に与える高圧力の影響を検討した。その結果、G四重らせん構造を形成するDNAの複製は圧力を上げるにつれ反応が進行した。一方、ヘアピン構造を含むDNAの場合、逆に高圧にするにつれ反応が阻害された。二次構造のΔVの正負で圧力による複製阻害・促進効果が決定され、かつΔVの絶対値が圧力効果の大小と良い相関があった。転写過程についても検討を行い、リアルタイム測定法を開発し（Anal. Chem.,16, 1984-1989 (2016)）、複製過程と合わせて成果を投稿準備中である。
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[Presentation] G-quadruplexes control Gene expression2015
Author(s)
H. Tateishi-Karimata, T. Endoh, N. Sugimoto
Organizer
Gordon Research Conference -Nucleosides, Nucleotides & Oligonucleoside-
Place of Presentation
Salve Regina Univerisity, New Port (USA)
Year and Date
2015-06-28 – 2015-07-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] Translation suppression by G-quadruples2015
Author(s)
T. Endoh, N. Sugimoto
Organizer
5th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids G4thering in Bordeaux
Place of Presentation
IECB University of Bordeaux, Bordeaux (France)
Year and Date
2015-05-26 – 2015-05-28
Int'l Joint Research
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