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2015 Fiscal Year Annual Research Report

細胞が産生する浸透圧調節分子と人工高分子化合物を用いた細胞モデル実験系の構築

Publicly

Project AreaMolecular Science for Nanomedicine
Project/Area Number 26107720
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)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords分子クラウディング / 核酸 / 構造 / 熱力学的安定性 / 浸透圧調節分子 / 四重らせん構造
Outline of Annual Research Achievements

生体分子の機能に影響を及ぼす因子の一つに、周辺の分子環境がある。細胞内は生体分子が非常に混み合った分子クラウディング状態にあるに対し、生化学的な実験が行われる試験管内環境は分子濃度が極めて希薄である。そのため、試験管内での実験結果をもとにして、細胞での生体分子の物性を解明することが困難であることが明らかになりつつある。
そこで本研究では、①細胞核の化学環境を模倣するために、領域内の共同研究者が設計した負電荷高分子を用いて核内に高濃度に存在するゲノムを模倣した。また、②細胞質を化学模倣するために、細胞質に数百mMから数M程度も存在する浸透圧調節分子を用いて細胞を化学模倣した実験系を構築した。これらの分子環境において、核酸の構造安定性を定量解析したところ、核酸の非標準構造が特異的に安定化されることが明らかとなった。③さらにこれらの知見をもとにして、四重らせん構造リガンドを細胞内で放出するシステムを構築した。
これらの成果の一部は、掲載論文誌の表紙として取り上げられ、新聞報道もされた。これらのことから、研究の最終年度として、科学的・社会的にインパクトのある成果が得られたといえる。また、本研究課題を発展させた成果も得られつつあることから、研究開始当初に設定した目標を十分に達成したといえる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

本課題をはじめとする研究室で得られた成果の公開や告知を行っている。

Research Products

(28 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article Presentation Book Remarks

  • [Journal Article] Reevaluation of the stability of G-quadruplex structures under crowding conditions2016

    • Author(s)
      Jun Zhou, Hisae Tateishi-Karimata, Jean-Louis Mergny, Mingpan Cheng, Zhaochi Feng, Daisuke Miyoshi, Naoki Sugimoto, Can Li
    • Journal Title

      Biochimie

      Volume: 121 Pages: 204-208

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2015.12.012

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A mRNA-Responsive G-Quadruplex-Based Drug Release System2015

    • Author(s)
      Hidenobu Yaku, Takashi Murashima, Daisuke Miyoshi, and Naoki Sugimoto
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 15 Pages: 9388-9403

    • DOI

      10.3390/s150409388

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stabilization of DNA Structures With Poly(ethylene sodium phosphate)2015

    • Author(s)
      R. Moriyama, Y. Iwasaki, D. Miyoshi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B

      Volume: 119 Pages: 11969-11977

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.5b03787

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effects of background anionic compounds on the activity of the hammerhead ribozyme in Mg2+-unsaturated solutions2015

    • Author(s)
      Shu-ichi Nakano, Yuichi Kitagawa, Daisuke Miyoshi, Naoki Sugimoto
    • Journal Title

      J. Biol. Inorg. Chem.

      Volume: 20 Pages: 1049-1058

    • DOI

      10.​1007/​s00775-015-1286-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Cosolvents on the Folding and Catalytic Activities of the Hammerhead Ribozyme2015

    • Author(s)
      S. Nakano, Y. Kitagawa, H. Yamashita, D. Miyoshi, N. Sugimoto
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 16 Pages: 1803-1810

    • DOI

      10.1002/cbic.201500139

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脱ワトソン・クリックの核酸化学(26): カチオン性高分子によるDNA二重鎖の可逆的B-A構造遷移の誘起2016

    • Author(s)
      山口野乃花、嶋田直彦、中野修一、杉本直己、丸山厚、三好大輔
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都
    • Year and Date
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [Presentation] 脱ワトソン・クリックの核酸化学(25): ヒストンテールペプチドとDNAとの結合親和性に対するエピジェネテック化学修飾の影響2016

    • Author(s)
      東田崇、村田耕平、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都
    • Year and Date
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [Presentation] 脱ワトソン・クリックの核酸化学(24): 蛍光プローブを用いたスクリーニングシステムによるDNA四重らせん構造リガンドの新規構造モチーフの探索2016

    • Author(s)
      寺田康介、今川佳樹、前田龍一、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都
    • Year and Date
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [Presentation] 脱ワトソン・クリックの核酸化学(23): アニオン性フタロシアニンによるがん関連遺伝子内の四重らせん構造の特異的光切断2016

    • Author(s)
      村田耕平、松野仁志、小川圭祐、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都
    • Year and Date
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [Presentation] 脱ワトソン・クリックの核酸化学(22): 二次構造を形成したDNAとグラフェン酸化物の吸着挙動の解明2016

    • Author(s)
      上田侑美、造住有輝、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス、京都
    • Year and Date
      2016-03-26 – 2016-03-29
  • [Presentation] A comb-type cationic copolymer inducing a reversible B-A transition of DNA duplex2016

    • Author(s)
      Daisuke Miyoshi, Nonoka Yamaguchi, Naohiko Shimada, Naoki Sugimoto, Atushi Maruyama
    • Organizer
      The 7th Japan-Taiwan Symposium on Nanomedicine, International Science
    • Place of Presentation
      京都大学 国際イノベーション棟、京都
    • Year and Date
      2016-01-21 – 2016-01-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞の分子クラウディングによって誘起される核酸の構造多様性2016

    • Author(s)
      三好大輔
    • Organizer
      高分子学会九州支部フォーラム
    • Place of Presentation
      熊本大学黒髪キャンパス、熊本
    • Year and Date
      2016-01-20 – 2016-01-20
    • Invited
  • [Presentation] Effects of epigenetic modifications on the binding of histone tail peptides with DNA strands2015

    • Author(s)
      Kohei Murata, Syu Higashida, Smritimoy Pramanik, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adsorption mechanism and structure of DNA on graphene oxide nanosurface2015

    • Author(s)
      Yu-mi Ueda, Yu-ki Zouzumi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] G-quadruplex ligands toward photodynamic therapy2015

    • Author(s)
      Daisuke Miyoshi, Kohei Murata, Hitoshi Matsuno, Naoki Sugimoto
    • Organizer
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DNA structures stabilized with poly(ethylene sodium phosphate)2015

    • Author(s)
      Rui Moriyama, Daisuke Miyoshi, Yasuhiko Iwasaki
    • Organizer
      International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 分子クラウディング環境で機能する核酸四重らせん構造リガンドとその展開2015

    • Author(s)
      三好大輔
    • Organizer
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会)
    • Place of Presentation
      ポートアイランド、神戸
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] Cell-mimicking system with naturally-occurring osmolytes and chemically-synthesized polymers2015

    • Author(s)
      Daisuke Miyoshi
    • Organizer
      3rd International Symposium on Nanomedicine Molecular Science,
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス、東京
    • Year and Date
      2015-11-25 – 2015-11-26
  • [Presentation] Thermodynamics of nucleic acid structures under molecular crowding conditions with zwitterionic biomolecules2015

    • Author(s)
      Y. Ueda, N. Sugimoto, and M. Daisuke
    • Organizer
      第42回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2015)
    • Place of Presentation
      あいめっせホール、姫路
    • Year and Date
      2015-09-23 – 2015-09-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of epigenetic modifications on bindings of histone tail peptides with DNA strands2015

    • Author(s)
      K. Murata, S. Higashida, S. Pramanik, N. Sugimoto and D. Miyoshi
    • Organizer
      第42回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2015)
    • Place of Presentation
      あいめっせホール、姫路
    • Year and Date
      2015-09-23 – 2015-09-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 亜鉛フタロシアニンによるRNA四重らせん構造の特異的光切断2015

    • Author(s)
      村田耕平、小河圭祐、松野仁志、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学工学部 黒髪南地区キャンパス、熊本
    • Year and Date
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [Presentation] 二次構造をもつDNAとグラフェン酸化物の吸着機構におけるDNA一本鎖領域の影響2015

    • Author(s)
      上田侑美、造住有輝、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学工学部 黒髪南地区キャンパス、熊本
    • Year and Date
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [Presentation] 細胞が産生する浸透圧調節分子と人工高分子化合物を用いた細胞モデル実験系の構築2015

    • Author(s)
      三好大輔
    • Organizer
      新学術領域研究「ナノメディシン分子科学」第9回全体会議
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス、東京
    • Year and Date
      2015-07-02 – 2015-07-02
  • [Presentation] カチオン性高分子による細胞核内模倣環境におけるDNAが形成する二次構造の熱力学的安定性2015

    • Author(s)
      三好大輔、山口野乃花、嶋田直彦、中野修一、杉本直己、丸山厚
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス、仙台
    • Year and Date
      2015-06-12 – 2015-06-12
  • [Presentation] 両性イオン分子によるクラウディング環境におけるDNAが形成する二次構造の熱力学的安定性2015

    • Author(s)
      上田侑美、金野智浩、石原一彦、杉本直己、三好大輔
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第10回年会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス、仙台
    • Year and Date
      2015-06-12 – 2015-06-12
  • [Presentation] 細胞内分子クラウディング環境で安定化するDNAの非標準構造2015

    • Author(s)
      三好大輔
    • Organizer
      医学研セミナー
    • Place of Presentation
      東京都医学総合研究所、東京
    • Year and Date
      2015-05-08 – 2015-05-08
    • Invited
  • [Book] 自己組織化マテリアルのフロンティア(1.3.有機材料としてのDNA四重らせん構造)2015

    • Author(s)
      松浦和則、岸村顕広、三好大輔、他46名
    • Total Pages
      336 (19-29)
    • Publisher
      フロンティア出版
  • [Remarks] 分子設計化学研究室(三好研究室)ウェブページ

    • URL

      http://www.pi.konan-u.ac.jp/miyoshi/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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