| 研究課題/領域番号 |
09558090
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
機能生物化学
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| 研究機関 | 理化学研究所 |
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研究代表者 |
皿井 明倫 理化学研究所, 分子遺伝学研究室, 副主任研究員 (20221286)
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| 研究分担者 |
PICHIERRI Fabio 理化学研究所, 情報伝達モデル化研究チーム, 研究員
鳥越 秀峰 理化学研究所, 細胞生理学研究室, 先任研究員 (80227678)
横山 一成 理化学研究所, 遺伝子材料開発室, 副主任研究員 (80182707)
神藤 平三郎 東京薬科大学, 薬学部, 教授 (80138966)
PICHIERRI Fa 理化学研究所, ジーンバンク室, 訪問研究員
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
11,600千円 (直接経費: 11,600千円)
2000年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1999年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1998年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1997年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
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| キーワード | 三重鎖DNA / 熱力学 / 計算機シミュレーション / アンチセンス |
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| 研究概要 |
核酸の塩基及びバックボーンへの化学修飾が三重鎖の安定性と配列特異性に及ぼす効果を調べるため、実験と計算の両面から解析を行った。実験ではこれまでに、バックボーン及び塩基に対する種々の化学修飾を施した修飾核酸について、三重鎖形成の平衡熱力学量や速度定数などを測定した。これらの解析の結果、化学修飾の効果は塩基よりもバックボーンに対するほうが大きかった。このことから、核酸の構造だけでなく、その柔軟性などの物性に対する影響の重要性が示唆された。このメカニズムを原子レベルでさらにくわしく調べるため、核酸の性質と化学修飾の効果について計算機シミュレーションを行った。対象とする核酸としては通常のDNA、バックボーンを修飾したphosphorothioate DNA、RNA、Omet-DNAなどについて考察した。これらの修飾核酸の計算を行うためまず、ab-initio量子化学計算により原子の部分電荷分布を求めた。
化学修飾によって核酸の電荷分布が大きく変化することが示され、化学修飾が核酸の構造、エネルギーや物性に影響することが推察される。そこで、修飾核酸について、核酸の構造と物性の計算を行った。これらの計算のために、構造サンプリングアルゴリズムを新たに開発した。まず、化学修飾に伴う電荷分布の変化についての基礎計算などを行った。この方法を用いて、核酸の平均構造やそのまわりの揺らぎなどの熱力学量を計算し、化学修飾がどのような影響を及ぼすかを調べた。これらの計算より、核酸の修飾の部位に依存して構造やコンフォメーションの柔軟性が変化することが明らかになった。このことは、これらの分子レベルでの性質が三重鎖の安定性と配列特異性にも重要な役割を果たすことが示唆される。また、三重鎖に結合すると考えられている蛋白質としてMAZ転写因子のDNA結合能や機能活性の解析を行った。核酸の修飾により、がん遺伝子産物で転写因子であるMybの結合や活性を修飾することも試みた。
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