| 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 |
21H05108
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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 |
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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| 研究分担者 |
凌 一葦 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70804540)
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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 |
40,950千円 (直接経費: 31,500千円、間接経費: 9,450千円)
2023年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2022年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2021年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
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| キーワード | 多元応答深化 / 核酸構造 / 環境応答 / バイオインフォマティクス / オミクス解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本計画研究では、様々な環境要因で変動する核酸構造に依存した遺伝子の発現調節（多元応答）に着目し、生命システムに維持されている「多元応答」の分子機構を解明する。そのために、
1. 生物種がさらされ得る環境変動に対する「多元応答」の網羅的解析
2. バイオインフォマティクス解析による「多元応答」を誘起する核酸構造の抽出
3. 生物種間に存在する「多元応答」機構の共通点、相違点の解析
の研究課題を進める。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、核酸構造に依存した遺伝子の発現調節をゲノムワイド、トランスクリプトームワイドに解析し、生命システムに維持されている「多元応答」の存在と、それに関与する核酸構造を示すことを目的とした。グアニン四重らせん（G4）構造については、約6000種の生物種ゲノムから構造形成可能領域を抽出し、データベースへの登録を行った。また、分子クラウディング環境下では、これまで考えられてきた以上にゲノム上の様々な領域でG4構造が形成され得ることを実験的に示した。構造を形成したRNAがタンパク質と結合し、タンパク質機能の調節やエピジェネティックな核酸の化学修飾にも関与し得ることを知見として得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
様々な生物種のゲノムを網羅的に解析し、遺伝子の発現調節に関与し得る核酸構造をデータベースとして蓄積した。G4構造については、既にデータベースの公開準備が整っている。さらに、分子環境に応答して特定の核酸構造を形成できる領域、タンパク質の機能調節に関与する核酸構造などをゲノムワイド、トランスクリプトームワイドに解析して明らかにした。本研究のように、生物種の分類枠組みを超えて核酸構造による遺伝子の発現調節機構の共通点や相違点を明らかにしていく試みはほとんどなく、得られる成果の学術的意義は大きい。また、核酸構造を変化させて遺伝子発現を制御する技術の開発といった社会的意義の高い研究への展開も期待される。
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