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分子クラウディングワールドを活用した変異導入不要の酵素機能変換システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14041
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生体関連化学
研究機関甲南大学

研究代表者

杉本 直己  甲南大学, 先端生命工学研究所, 教授 (60206430)

研究分担者 高橋 俊太郎  甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (40456257)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード分子クラウディング / 核酸 / 酵素 / 複製 / 転写 / RNA / DNA / ポリメラーゼ / ポリエチレングリコール / 分子進化
研究成果の概要

ポリメラーゼによるDNAやRNA重合反応において、分子クラウディング環境が変化することで、重合するDNAやRNAの量や質が変わってくることを明らかにした。これらの現象はタンパク質を介さない遺伝子発現制御であることから、タンパク質が無かったRNAワールドでは鋳型核酸の構造が遺伝子発現制御を司っていたことが示唆された。さらに、細胞内解析により、鋳型核酸の構造による遺伝子発現制御が現在の細胞システムでも活用されていることを見出した。したがって、RNAワールドからDNAワールドに移り変わる過程で、その制御システムがRNAからDNAに引き継がれた可能性が示された。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Reading大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Calcutta(インド)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Alkylating probes for the G-quadruplex structure and evaluation of the properties of the alkylated G-quadruplex DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Norihiro、Takahashi Shuntaro、Tateishi-Karimata Hisae、Hazemi Madoka E.、Chikuni Tomoko、Onizuka Kazumitsu、Sugimoto Naoki、Nagatsugi Fumi
    • 雑誌名

      Org. Biomol. Chem.

      巻: 16 号: 9 ページ: 1436-1441

    • DOI

      10.1039/c7ob03179c

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Destabilization of DNA G-Quadruplexes by Chemical Environment Changes during Tumor Progression Facilitates Transcription2018

    • 著者名/発表者名
      Tateishi-Karimata Hisae、Kawauchi Keiko、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 140 号: 2 ページ: 642-651

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09449

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Topological impact of noncanonical DNA structures on Klenow fragment of DNA polymerase2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Shuntaro、Brazier John A.、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 号: 36 ページ: 9605-9610

    • DOI

      10.1073/pnas.1704258114

    • 関連する報告書
      2017 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] Volumetric contributions of loop regions of G-quadruplex DNA to the formation of the tertiary structure2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Shuntaro、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Biophysical Chemistry

      巻: 231 ページ: 146-154

    • DOI

      10.1016/j.bpc.2017.02.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Nucleic Acid Stability with Ligands Under High Pressure to Design Novel Drugs Targeting G-Quadruplexes2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Shuntaro、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry

      巻: 70 号: 1

    • DOI

      10.1002/cpnc.39

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Volumetric analysis of formation of the complex of G-quadruplex DNA with hemin using high pressure2017

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, S. Bhowmik and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 166 ページ: 199-207

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2016.08.011

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pressure effect on the folding of G-quadruplex DNA modified with hexaethylene glycol2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Molecular Enzymology and Drug Targets

      巻: 2 号: 01

    • DOI

      10.21767/2572-5475.10013

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] G-quadruplexes with tetraethylene glycol-modified deoxythymidines are resistant to nucleases and inhibit HIV-1 reverse transcriptase2016

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, T. Muraoka, K. Kinbara, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 17 号: 15 ページ: 1399-1402

    • DOI

      10.1002/cbic.201600162

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] tRNA shifts the G-quadruplex-hairpin conformational equilibrium in RNA towards the hairpin conformer2016

    • 著者名/発表者名
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Angew. Chemie. Int. Ed.

      巻: 46 号: 46 ページ: 14315-14319

    • DOI

      10.1002/anie.201605431

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (39) : Control of replication of G-quadruplex containing oxidative lesion2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, P. Podbevsek, J. Plavec, B. H. Kim, and N. Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第98回春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Topological effect of non-canonical DNA structures on DNA replication2017

    • 著者名/発表者名
      S.Takahashi, J.A.Brazier, N.Sugimoto
    • 学会等名
      第44回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘミン - グアニン四重鎖 DNA からなる DNAzyme の反応解析における高圧力の活用2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 俊太郎, 杉本 直己
    • 学会等名
      第58回高圧討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] “To B or not to B” in Nucleic Acids Chemistry2017

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto
    • 学会等名
      Advances in Noncanonical Nucleic Acids 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stability and function of nucleic acids under molecular crowding conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sugimoto
    • 学会等名
      BIT’s 7th World Gene Convention 2016
    • 発表場所
      Sheraton Shanghai Waigaoqiao Hotel(上海・中国)
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High pressure in RNA world: High pressure dominates the aptamer ligand binding of flavin mononucleotide riboswitch2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takahashi, Tamaki Endoh, Ambadas B. Rode, Naoki Sugimoto
    • 学会等名
      The 9th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB2016)
    • 発表場所
      University of Toronto(トロント・カナダ)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Does a helicase assist the replication of G-quadruplex DNA?2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Okura, Shuntaro Takahashi, Naoki Sugimoto
    • 学会等名
      The 22th International Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids (XXII IRT)
    • 発表場所
      Institut Pasteur (パリ・フランス)
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of gene expressions using the formation of non-canonical structures of nucleic acids2016

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, C. Annoni, A. B. Rode, T. Endoh, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      ANNA2016 (Advances in Noncanonical Nucleic Acids)
    • 発表場所
      National Institute of Chemistry(リュブリャナ・スロベニア)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 「化学」分子クラウディングワールド―クラウディングによる疾患や分子進化の化学的制御2017

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎、杉本直己
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 甲南大学先端生命工学研究所ホームページ

    • URL

      http://www.konan-fiber.jp/index.php

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 核酸合成法2017

    • 発明者名
      杉本 直己、高橋 俊太郎、大倉 裕道
    • 権利者名
      学校法人甲南学園
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-120802
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-06-16  

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