2014 Fiscal Year Research-status Report
RNA/RNPナノ構造を利用した機能性分子ロボットの創製
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26810089
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
柴田 知範 京都大学, iPS細胞研究所, 研究員 (80711960)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | RNAナノ構造 / タンパク質 / RNA-タンパク質複合体 / 分子ロボット / ナノマシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
RNA/RNPナノ構造を利用し、機能性分子ロボットを創製するために、RNA-タンパク質相互作用により構造変化を引き起こすRNAナノマシンを設計、構築した。具体的には、直鎖のRNA二重鎖に二つのタンパク質結合性RNAモチーフを導入し、タンパク質の結合に伴い、直鎖状の構造から正三角形またはZ型の構造へと変化する2種類のRNAナノマシンを設計した。RNA-タンパク質相互作用によるRNAナノマシンの構造変化は、原子間力顕微鏡を用いて評価した。タンパク質非存在化において、RNAは直鎖状の構造をとっていたが、タンパク質の添加に伴い、設計した通りの形のRNPナノ構造へと構造変化した。
RNAナノマシンの構造変化と機能発現をリンクさせるために、RNAアプタマーを導入したRNAナノマシンを設計した。使用したRNAアプタマーは、蛍光により活性を評価できるアプタマーを選択し、タンパク質の有無による活性変化を蛍光測定により評価した。アプタマーの配列やナノマシンとアプタマーを繋ぐリンカーを最適化することにより、アプタマーの活性をOFFからON、ONからOFFへと変換可能なRNAナノマシンを作製することができた。
RNAやタンパク質は、細胞内での合成が可能であるため、RNA-タンパク質相互作用により駆動するナノマシンは、生体内での利用も期待できる。現在、細胞内での機能制御を可能とするナノマシンの開発を進めている。
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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
RNA-タンパク質相互作用により駆動するRNAナノマシンの作製し、そのRNA-タンパク質相互作用によるナノ構造変化とRNAアプタマーの機能発現を統合することにも成功した。これは、既存のDNA・RNAナノテクノロジーにとらわれない新たな機能性分子ロボットの作製技術になることが期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により、RNA-タンパク質相互作用により駆動するRNAナノマシンを生体外で作製し、機能させることに成功した。今後は、RNAナノマシンを利用した細胞機能制御の研究を推進する予定である。
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| Causes of Carryover |
研究が順調に進展し、試薬・消耗品購入による支出が予想以上に少なくなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞内で機能するRNAナノマシンの創製のために必要とされる試薬、消耗品などの購入を予定している。
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