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小分子によるRNAシュードノット構造の形成と遺伝子発現制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J05460
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関大阪大学

研究代表者

松本 咲  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード遺伝子発現制御 / 小分子ーRNA相互作用 / シュードノット / RNA結合性分子 / RNA-seq / リボソームフレームシフト / フレームシフト
研究実績の概要

これまでに合成小分子NCTnがRNA中のCGG/CGG配列に特異的に結合することによりシュードノット構造を誘起し、さらに誘起されたシュードノット構造により-1リボソームフレームシフト(-1PRF)が引き起こされ、下流の遺伝子が発現することをin vitroと細胞内の両方で実証してきた。本年度はNCTn誘起型-1PRFのカイネティクス解析を行った。クエンチフローシステムを用いて翻訳時間0.05秒~200秒で産出するペプチド鎖を調べたところ、NCT8結合配列であるCGG/CGG配列をもつmRNAに対しては、NCT8非存在下と比べてNCT8を添加したときに、0フレーム産物より-1フレーム産物の生成速度が速いことが示された。
また、これまでにRT-PCRによる細胞内RNAの定量解析により、NCT添加から12~24時間の間にNCT8の副次的な影響が出ていることが示唆されていた。そこで本年度は、次世代シーケンサーを用いたRNA-seqにより、NCT8の添加により細胞内のトランスクリプトームがどのように変動するのかを解析した。その結果、化合物添加後12時間及び24時間後に発現促進及び発現抑制した遺伝子が見つかった。プロモーター領域をTSSの上流500塩基と定義し、配列解析を行ったところ、NCT8により遺伝子の発現が上昇した遺伝子のプロモーター領域にはGCリッチな配列が多いことが明らかになった。SPR解析によりNCT8とプロモーター領域により多く発見された4塩基を持つDNAとの相互作用が確認できた。一方、プロモーター領域で発見頻度の低い4塩基をもつDNAではNCTとの相互作用は観測されなかった。このことから、NCTがGCリッチなプロモーター配列と相互作用することにより、遺伝子発現を上昇させる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] マックスプランク生物物理化学研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Ligand-Assisted Complex of Two RNA Hairpin Loops2014

    • 著者名/発表者名
      Changfeng Hong, Takahiro Otabe, Saki Matsumoto, Chikara Dohno, Asako Murata, Masaki Hagihara, Kazuhiko Nakatani
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 20 号: 18 ページ: 5244-5252

    • DOI

      10.1002/chem.201304683

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ligand-inducible –1 ribosomal frameshifting in the cell2016

    • 著者名/発表者名
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 小分子誘起型-1リボソームフレームシフトによる遺伝子発現制御システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      松本咲・村田亜沙子・中谷和彦
    • 学会等名
      細胞を創る研究会8.0
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of gene expression by ligand-inducible -1 ribosomal frameshifting2015

    • 著者名/発表者名
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Changfeng Hong, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      ECBS&ICBS
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of gene expression by ligand-inducible -1 ribosomal frameshifting2015

    • 著者名/発表者名
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Hong changfeng, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      RNA meeting 2015
    • 発表場所
      Madison, wisconsin, USA
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of gene expression by ligand-inducible -1 ribosomal frameshifting2015

    • 著者名/発表者名
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Changfeng Hong, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      RNA meeting 2015
    • 発表場所
      Madison, USA
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小分子で制御するリボソームフレームシフトを用いた遺伝子発現制御2015

    • 著者名/発表者名
      松本咲、村田亜沙子、洪昌峰、中谷和彦
    • 学会等名
      日本化学会 第95回春季年会、
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス薬学部
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of –1 ribosomal frameshifting by ligand-induced RNA pseudoknot formation2014

    • 著者名/発表者名
      Saki Matsumoto, Asako Murata, Hong Changfeng, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      XXI Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic acids
    • 発表場所
      Poznan, Poland
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 小分子によるリボソームフレームシフトの制御2014

    • 著者名/発表者名
      松本咲、村田亜沙子、洪昌峰、中谷和彦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第9回年会
    • 発表場所
      大阪大学会館
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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