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プリオンの異常化を抑制する四重鎖核酸の分子設計と抑制メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07269
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関京都大学

研究代表者

真嶋 司  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (20707426)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードNMR / アプタマー / 四重鎖核酸 / プリオン病 / 立体構造
研究成果の概要

狂牛病やクロイツフェルト・ヤコブ病は、プリオンタンパク質の正常型から異常型への構造変換が原因と考えられている。我々は過去にプリオンタンパク質の構造変換を抑制する能力(抗プリオン活性)を有するRNAアプタマーとプリオンタンパク質の結合様式を決定している。この結合様式を基に新規アプタマーを設計し、設計したアプタマーの抗プリオン活性を調べたところ、R12よりも遥かに活性の高いアプタマーであることがわかった。さらにこのアプタマーの立体構造を核磁気共鳴法によって解析し、高い抗プリオン活性を示すメカニズムを解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

プリオン病は重篤な神経変性疾患であるが、根治できる治療法がなく、効果的な治療薬の開発が望まれている。今回我々が開発したアプタマーは、ある種の抗体などを除き、これまでの抗プリオン物質の中で最も高い効率でプリオンタンパク質の異常化を抑制する。よって治療薬への応用が期待されるため、社会的意義がある。
核酸、特に四重鎖構造を有する核酸は一塩基を置換・付加しただけで大きくそのトポロジーが変わることがあり、その原理は不明である。本研究では新規アプタマーを設計し、その立体構造が意図した通りであるかを確認し、さらに活性を大きく向上させることに成功したため、学術的にも意義がある。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 10件)

  • [国際共同研究] Gyeongsang National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Development and structural determination of an anti-PrPC aptamer that blocks pathological conformational conversion of prion protein2020

    • 著者名/発表者名
      Mashima Tsukasa、Lee Joon-Hwa、Kamatari Yuji O.、Hayashi Tomohiko、Nagata Takashi、Nishikawa Fumiko、Nishikawa Satoshi、Kinoshita Masahiro、Kuwata Kazuo、Katahira Masato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 4934-4934

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61966-4

    • NAID

      120006813315

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] RNA sequence and length contribute to RNA-induced conformational change of TLS/FUS2020

    • 著者名/発表者名
      Hamad Nesreen、Mashima Tsukasa、Yamaoki Yudai、Kondo Keiko、Yoneda Ryoma、Oyoshi Takanori、Kurokawa Riki、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 2629-2629

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59496-0

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The anti‐prion RNA aptamer R12 disrupts the Alzheimer's disease‐related complex between prion and amyloid β2019

    • 著者名/発表者名
      Iida Mamiko、Mashima Tsukasa、Yamaoki Yudai、So Masatomo、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 印刷中 号: 12 ページ: 2355-2365

    • DOI

      10.1111/febs.14819

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Significance of a histone-like protein with its native structure for the diagnosis of asymptomatic tuberculosis2018

    • 著者名/発表者名
      Ohara Yukiko、Ozeki Yuriko、Tateishi Yoshitaka、Mashima Tsukasa、Arisaka Fumio、Tsunaka Yasuo、Fujiwara Yoshie、Nishiyama Akihito、Yoshida Yutaka、Kitadokoro Kengo、Kobayashi Haruka、Kaneko Yukihiro、Nakagawa Ichiro、Maekura Ryoji、Yamamoto Saburo、Katahira Masato、Matsumoto Sohkichi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 10 ページ: 0204160-0204160

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0204160

    • NAID

      120006534592

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plastic roles of phenylalanine and tyrosine residues of TLS/FUS in complex formation with the G-quadruplexes of telomeric DNA and TERRA2018

    • 著者名/発表者名
      Kondo Keiko、Mashima Tsukasa、Oyoshi Takanori、Yagi Ryota、Kurokawa Riki、Kobayashi Naohiro、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 2864-2864

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21142-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DNA G-wire formation using an artificial peptide is controlled by protease activity2017

    • 著者名/発表者名
      Usui, K., Okada, A., Sakashita, S., Shimooka, M., Tsuruoka, T., Nakano, S., Miyoshi, D., Mashima, T., Katahira, M., Hamada, Y.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 22 号: 11 ページ: 1991-1991

    • DOI

      10.3390/molecules22111991

    • NAID

      120006501324

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an RNA aptamer that acquires binding capacity against HIV-1 Tat protein via G-quadruplex formation in response to potassium ions2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaoki, Y., Nagata, T., Mashima, T., Katahira, M.
    • 雑誌名

      Chemical communications

      巻: 53 号: 52 ページ: 7056-7059

    • DOI

      10.1039/c7cc03312e

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of anti-prion RNA aptamers and destruction of the Alzheimer's disease-related complex2019

    • 著者名/発表者名
      Mashima, T., Iida, M., Lee, J., Yamaoki, Y., So, M., Kamatari, Y. O., Hayashi, T., Kinoshita, M., Kuwata, K., Nagata, T. and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Disruption of the Alzheimer’s disease-related complex between prion and amyloid β by an anti-prion aptamer2019

    • 著者名/発表者名
      Mashima, T., Iida, M., Yamaoki, Y., So, M., Nagata, T. and Katahira, M.
    • 学会等名
      Commemorative International Symposium of Nucleic Acid Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非常に高い活性を有する抗プリオンRNAアプタマーの構造機能相関2019

    • 著者名/発表者名
      真嶋 司、Lee, Joon-Hwa、鎌足 雄司、林 智彦、木下 正弘、桑田 一夫、永田 崇、片平 正人
    • 学会等名
      第58回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] プリオンタンパク質の構造変換を抑制するRNAアプタマーの開発と構造決定2019

    • 著者名/発表者名
      真嶋 司、Lee, Joon-Hwa、鎌足 雄司、林 智彦、永田 崇、西川 富美子、西川 諭、木下 正弘、桑田 一夫、片平 正人
    • 学会等名
      第21回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of RNA Aptamer That Has High Anti-prion Activity and Its Structural Basis2018

    • 著者名/発表者名
      Mashima, T., Lee, J., Kamatari, Y. O., Hayashi, T., Nishikawa, F., Nagata, T., Nishikawa, S., Kinoshita, M., Kuwata, K. and Katahira, M.
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗プリオン活性を有する四重鎖RNAの構造決定と高い活性の発現機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      真嶋司、Lee Joon-Hwa、鎌足雄司、林智彦、西川富美子、永田崇、西川諭、木下正弘、桑田一夫、片平正人
    • 学会等名
      第57回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] An RNA aptamer disrupts the interaction of prion protein with Amyloid β2018

    • 著者名/発表者名
      Iida, M., Mashima, T., Yamaoki, Y., So, M., Nagata, T. and Katahira, M.
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The effect of different target nucleic acids on the structural change of TLS2017

    • 著者名/発表者名
      Hamad, N., Mashima, T., Watanabe, H., Uchihashi, T., Kurokawa, R., Nagata, T. Katahira, M.
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Interaction between non-coding RNA and TLS/FUS protein, and structural change2017

    • 著者名/発表者名
      Mashima, T., Nagata, T., Hamad, N., Ozawa, S., Yamaoki, Y., Kondo, K., Watanabe, H., Yoneda, R., Uchihashi, T., Kurokawa, R. Katahira, M.
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非コードRNAとTLS/FUSタンパク質の相互作用様式と結合に伴うTLS/FUSの大きな構造変化2017

    • 著者名/発表者名
      真嶋司,ハマッド ネスリン,小澤駿介,渡辺大輝,内橋貴之,米田竜馬,黒川理樹,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第56回NMR討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テロメア長短縮をもたらすTLS/FUS蛋白質とテロメアDNAおよびTERRAのグアニン四重鎖との複合体に関するNMR解析2017

    • 著者名/発表者名
      近藤敬子, 真嶋司, 大吉崇文, 黒川理樹, 小林直宏, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] プリオンアプタマーはアルツハイマー病に関与するプリオン蛋白質と Aβ オリゴマーの複合体の形成を阻害する2017

    • 著者名/発表者名
      飯田真美子, 真嶋司, 山置佑大, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TLS/FUS の非コード RNA の認識機構の構造学的研究2017

    • 著者名/発表者名
      真嶋司,小澤 駿介, N. Hamad, 米田 竜馬, 黒川理樹,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第19回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Conformational change detection of translocated in liposarcoma, TLS, upon binding to various RNAs2017

    • 著者名/発表者名
      Hamad, N., Mashima, T., Yamaoki, Y., Kondo, K., Kurokawa, R., Nagata, T. Katahira, M.
    • 学会等名
      第19回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TLS/FUS のRNA認識機構と結合に伴うコンフォメーション変化の研究2017

    • 著者名/発表者名
      真嶋司,小澤 駿介, N. Hamad, 米田 竜馬, 黒川理樹,永田崇,片平正人
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Invention of RNA aptamer and ribozyme whose activities switch on in response to potassium ion via G-quadruplex formation2017

    • 著者名/発表者名
      Yamaoki, Y., Mashima, T., Nagata, T. Katahira, M.
    • 学会等名
      6th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三者複合体形成によってテロメア短縮をもたらすTLS/FUSのテロメアDNAおよびTERRA認識機構に関するNMR解析2016

    • 著者名/発表者名
      近藤敬子, 真嶋司, 大吉崇文, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 非コードRNAと結合してcyclin D1転写を抑制するTLS/FUSのRNA認識機構の構造学的基盤2016

    • 著者名/発表者名
      真嶋司, 小澤駿介, 近藤敬子, Nesreen Hamad, 米田竜馬, 黒川理樹, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] プリオンタンパク質とプリオンタンパク質を標的とする RNA 分子の Aβ線維化への影響2016

    • 著者名/発表者名
      M. Iida, T. Mashima, Y. Yamaoki, T. Nagata
    • 学会等名
      生物物理学会第54回年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、茨城県
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Cyclin D1遺伝子転写抑制やテロメア長制御に関わる TLS/FUS タンパク質と非コード核酸間の相互作用のNMR法による解析2016

    • 著者名/発表者名
      近藤敬子, 真嶋司, 大吉崇文, 米田竜馬, 黒川理樹, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場、広島県
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] C:G塩基対を選択的に認識する人工塩基を含む三重鎖DNAの構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      真嶋司、岡村秀紀、王磊、谷口陽祐、佐々木茂貴、片平正人
    • 学会等名
      第55回NMR討論会
    • 発表場所
      広島国際会議場、広島県
    • 年月日
      2016-11-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] リグノセルロースバイオリファイナリーのためのリグニン・ペプチド間相互作用解析2016

    • 著者名/発表者名
      山口亜佐子,末富高志,大城理志,徳永有希,西村裕司,永田崇,真嶋司,片平正人,礒﨑勝弘,高谷光,中村正治,渡辺隆司
    • 学会等名
      第61回リグニン討論会
    • 発表場所
      京都大学、京都府
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-coding RNA/DNA recognition by TLS/FUS that causes repression of cyclin D1 transcription and telomere elongation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kondo, T. Mashima, T. Oyoshi, R. Yoneda, R. Kurokawa, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      熊本大学、熊本県
    • 年月日
      2016-09-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カリウムイオン応答性Tat結合RNAアプタマーおよびハンマーヘッドリボザイムの創製および in-cell NMR法による細胞内核酸の観測2016

    • 著者名/発表者名
      山置佑大, 清石彩華, 真嶋司, 加納ふみ, 村田昌之, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      県立音楽堂、石川県
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] NMR studies of non-coding RNA and DNA recognition by TLS/FUS which induces transcriptional repression of cyclin D1 and telomere shortening2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kondo, T. Mashima, T. Oyoshi, R. Yoneda, R. Kurokawa, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      京都国際会館、京都府
    • 年月日
      2016-08-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] K+-responsive activation of dual-quadruplex forming ribozyme system requiring no heating and cooling treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoki, T. Mashima, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The 21st Annual Meeting of the RNA Society
    • 発表場所
      京都国際会館、京都府
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR analysis of the recognition of non-coding RNA and DNA by TLS/FUS which causes transcriptional repression of cyclin D1 1 and telomere shorteningThe 21st Annual Meeting of the RNA Society2016

    • 著者名/発表者名
      T. Mashima. K. Kondo, T. Oyoshi, R. Yoneda, R. Kurokawa, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The 21st Annual Meeting of the RNA Society
    • 発表場所
      京都国際会館、京都府
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プリオン蛋白質とそれを標的とする RNA 分子の Aβ線維化への影響2016

    • 著者名/発表者名
      飯田真美子, 真嶋司, 山置佑大, 永田崇, 片平正人
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡県
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Cyclin D1転写抑制を担う TLS/FUS タンパク質と非コードRNA の相互作用の NMR 法による解析2016

    • 著者名/発表者名
      真嶋司, 小澤駿介, 近藤敬子, 永田崇, 黒川理樹, 片平正人
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡県
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] K+-responsive activation of ribozyme system via structural transition from duplex to dual-quadruplex requiting no heating and cooling treatment2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoki, T. Mashima, T. Nagata, M. Katahira
    • 学会等名
      The XXVIIth International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
    • 発表場所
      京都国際会館、京都府
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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