| 研究領域 | 核酸構造による生物種を超えた多元応答ゲノムの機構の解明 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05107
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
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| 研究機関 | 甲南大学 |
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研究代表者 |
建石 寿枝 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (20593495)
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| 研究分担者 |
今西 未来 京都大学, 化学研究所, 准教授 (80362391)
遠藤 玉樹 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (90550236)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 細胞内環境評価系 / 核酸非二重らせん構造 / 遺伝子発現 / 多元応答機構 / 多元応答ゲノムバンク（DiR-GB） / 生物種 / 多元応答ゲノムバンク / 多元応答ゲノム機構 / 細胞内環境 / 定量的解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本学術変革領域では、環境に応答して変動する核酸の構造に依存した遺伝子の発現調節（多元応答）機構である「多元応答ゲノム」が様々な生物種で成立することを明らかにする。研究では、物理化学、分子生物学的実験により、環境の変動に応答する核酸構造および遺伝子発現変動を網羅的に解析し、得られた実験的定量データと、情報科学、計算科学による原核生物、真核生物の遺伝子解析結果を集約し、生物種の枠組みを超えて存在する核酸構造変化に依存した遺伝子発現変化を分子レベルで明らかにする。さらに、「多元応答ゲノム」の生理学的意義を提唱し、ゲノムの配列から多元応答を予測できる多元応答ゲノムバンク（DiR-GB）を構築する。
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| 研究実績の概要 |
本領域研究では、環境に応答して多元的に変動する核酸構造に焦点を当て、生物種の枠組みにとらわれずに「多元応答」と位置づける遺伝子の発現調節を行う分子機構を物理化学的観点から解明することを目指した。今年度の研究成果として、ヒト細胞内での多元応答機能を解明するため、遺伝子発現を制御しているDNA/RNAのハイブリット構造、N6-メチルアデノシン（m6A）をもつRNA配列やG-四重らせん構造に着目し、構造や機能解析を行った。また、様々な生物種内を対象に「多元応答」をし得る配列を検索するため、特定の核酸構造を実験的に高効率に選別する技術を構築し、情報科学的アプローチにより生物種を超えて特定の核酸配列の網羅的検索を行った。さらに、これらの配列の細胞内での構造形成メカニズム（多元応答）を理解するため、細胞モデル系の構築にも取り組んだ。これらの成果はJ. Am. Chem. Soc.誌やNucleic Acids Res.誌等に掲載された。
さらに、本領域の研究成果を発信できるよう学術変革領域研究（A）「物質共生」、「デジタル有機化学」と合同で国際シンポジウムThe 7th Gratama Workshop 2023を共催した。また、日本化学会秋季事業 第13回 CSJ化学フェスタ2023では、学術変革領域研究（B）「アプタマー生物学」、「革新ラマン」との3領域のコラボレーション企画として「細胞内の生命分子の機能を知り、操り、視る技術を開発する」の企画を開催し、3領域の研究成果を発表し、生命化学分野の研究の動向や今後の展開について議論した。さらに、領域の最終年度の成果発表や、今後の国際共同研究を目指し、国内、海外における本領域に関連するトップレベルの研究者を招聘した国際シンポジウムを開催した。これらの研究はアドバイザーの先生方の助言を受け、領域の運営、研究を円滑に推進できた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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