2022 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト生細胞中における核酸の構造と相互作用を解析するインセルNMR法の開発と応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Biophysical Chemistry for Material Symbiosis |
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| Project/Area Number |
21H05519
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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) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞内環境 / テロメア / 4重鎖 / シャペロン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
4重鎖構造を形成するテロメアDNAをSLO法によってヒト生細胞に導入し、核酸塩基対の開閉のダイナミクスをインセルNMR法により解析した。塩基のイミノプロトンと水との化学交換の速度を生細胞中で求め、ダイナミクスに関する情報を得た。なお、測定中はバイオリアクターによって細胞に栄養を供給し続ける事で、細胞を良好な状態に保った。比較の為、試験管中においても交換速度を求め、ダイナミクスに関する情報を得た。その結果、生細胞中においては、核酸塩基対が開く頻度が試験管中よりも高い事が分かった。また、ヘアピン構造を形成する核酸に関しても、同様な解析を行った。なお、ヘアピン構造におけるステム部分は、2重鎖核酸構造をミミックするものと見なす事ができる。ヘアピン構造のステム部分に関しても、生細胞中においては核酸塩基対が開く頻度が試験管中よりも高い事が分かった。細胞中の塩基性タンパク質との非特異的な相互作用が、塩基対が開く頻度の情報を引き起こしている事も分かった。核酸塩基対が頻繁に開く事で、核酸の構造遷移やタンパク質による認識が促進されている事が考えられる。今回得られて新しい知見は、基本的な生命現象の理解の一助となると思われる。
また、核酸分子における鎖交換反応を促進する分子シャペロンに関しても、核酸の塩基のイミノプロトンと水との化学交換の速度を求め、ダイナミクスに関する情報を得た。その結果、この分子シャペロンが鎖交換反応を促進するメカニズムに関するヒントを得る事ができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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