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RNA連結活性創出メカニズムを基盤にした逆翻訳系構築の試み

研究課題

研究課題/領域番号 17K19210
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 生体分子化学およびその関連分野
研究機関東京理科大学

研究代表者

田村 浩二  東京理科大学, 基礎工学部生物工学科, 教授 (30271547)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードRNA / RNA連結 / リガーゼリボザイム / 逆翻訳
研究成果の概要

トランス系での縮小型R3Cリガーゼリボザイムの機能活性上昇に関係するkissing-loopを介した複合体の形成は、熱力学的支配のみならず、速度論的支配にも依存し、連結活性の創出に寄与していることが示唆された。また、タンパク質の情報を直接RNAの情報に変換する“逆翻訳”系構築への道筋を探っていく足がかりとして、tRNAと相互作用するタンパク質(TrbpやアミノアシルtRNA合成酵素)との反応を解析し、A. pernix Trbpとの結合に不可欠なRNAの構成要素は、3’末端の一本鎖CAヌクレオチドであることを明らかにし、N. equitansのAlaRS、GlyRSの構造と機能解析も行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これらの研究は、リガーゼリボザイムの起源と進化に迫るだけでなく、タンパク質合成系の進化への道筋にもつながっており、本研究で得られるRNA-RNA相互作用、RNA-アミノ酸相互作用などの医工学応用等も期待できる。また、本研究をさらに推進することによって、RNAの工学的可能性向上の重要な基盤研究となるだけでなく、従来の生物学の常識を覆す画期的な発見につながる可能性も秘めている。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (30件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] RNA Aptamers for a tRNA-Binding Protein from Aeropyrum pernix with Homologous Counterparts Distributed Throughout Evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Senri Ohmori, Marina Wani, Saki Kitabatake, Yuka Nakatsugawa, Tadashi Ando, Takuya Umehara, Koji Tamura
    • 雑誌名

      Life

      巻: 10 号: 2 ページ: 11-11

    • DOI

      10.3390/life10020011

    • 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] Perspectives on the Origin of Biological Homochirality on Earth2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Tamura
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Evolution

      巻: 87 号: 4-6 ページ: 143-146

    • DOI

      10.1007/s00239-019-09897-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycyl-tRNA synthetase from Nanoarchaeum equitans: The first crystal structure of archaeal GlyRS and analysis of its tRNA glycylation2019

    • 著者名/発表者名
      Alma Fujisawa, Risako Toki, Hideaki Miyake, Tomoko Shoji, Hiromi Doi, Hiromi Hayashi, Rina Hanabusa, Hiromi Mutsuro-Aoki, Takuya Umehara, Tadashi Ando, Hiroki Noguchi, Arnout Voet, Sam-Yong Park, Koji Tamura
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 511 号: 2 ページ: 228-233

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.01.142

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of complementary loop composition in truncated R3C ligase ribozymes on kiss switch activation2019

    • 著者名/発表者名
      Kokoro Hamachi, Hiromi Mutsuro-Aoki, Kana Tanizawa, Ito Hirasawa, Takuya Umehara, Koji Tamura
    • 雑誌名

      BioSystems

      巻: 177 ページ: 9-15

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2019.01.004

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Principles of chemical geometry underlying chiral selectivity in RNA minihelix aminoacylation2018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ando, Shunichi Takahashi, Koji Tamura
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 46 ページ: 11144-11152

    • DOI

      10.1093/nar/gky909

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Lysine acetylation regulates alanyl-tRNA synthetase activity in Escherichia coli2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Umehara, Saori Kosono, Dieter Soll, Koji Tamura
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 9 号: 10 ページ: 473-473

    • DOI

      10.3390/genes9100473

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The Kiss Switch Brings Inactive R3C Ligase Ribozyme Back to Life2018

    • 著者名/発表者名
      Kana Tanizawa, Sayuri Uchida, Eri Kurihara, Takuya Umehara, Koji Tamura
    • 雑誌名

      Biology

      巻: 7 号: 1 ページ: 7-7

    • DOI

      10.3390/biology7010007

    • 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] A step into the RNA world: Conditional analysis of hydrogel formationof adenosine 5'2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yokosawa, Ryota Enomoto, Sho Uchino, Ito Hirasawa, Takuya Umehara, Koji Tamura
    • 雑誌名

      BioSystems

      巻: 162 ページ: 53-58

    • DOI

      10.1016/j.biosystems.2017.09.004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Binding Properties of Split tRNA to the C-terminal Domain of Methionyl-tRNA Synthetase of Nanoarchaeum equitans2017

    • 著者名/発表者名
      Hidemichi Suzuki, Akihiro Kaneko, Taro Yamamoto, Mahoko Nambo, Ito Hirasawa, Takuya Umehara, Hisashi Yoshida, Sam-Yong Park, Koji Tamura
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Evolution

      巻: 84 号: 5-6 ページ: 267-278

    • DOI

      10.1007/s00239-017-9796-6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] R3Cリガーゼリボザイムの再活性化に及ぼすkissing-loop組成の影響2019

    • 著者名/発表者名
      濵地心、無津呂(青木)裕美、平澤以冬、谷澤佳奈、楳原琢哉、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌アルギニルtRNAによるtRNA介在アミノ酸活性化メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      英里奈、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光性RNAアプタマーの蛍光強度に与えるテトラループの影響2019

    • 著者名/発表者名
      和田柊一、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地球生命のアミノ酸ホモキラリティーの起源に関する視点2019

    • 著者名/発表者名
      田村浩二、安藤格士、Paul Schimmel
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] プロモーター非依存的RNAポリメラーゼの反応メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      重田愛奈、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] in silico によるアラニルtRNA合成酵素のアラニン活性化メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      高野悠、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 短い鋳型存在下におけるヌクレオチドの非酵素的重合2019

    • 著者名/発表者名
      川村優菜、乾大介、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌アラニルtRNA合成酵素によるアラニン認識メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      小野口真由、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] tRNAのL-アミノ酸特異的アミノアシル化の起源と分子基盤2019

    • 著者名/発表者名
      安藤格士、田村浩二
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノアーキアAlaRSによるRNAミニヘリックスの認識機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      栗原遼大、高橋弘樹、阿留多伎美沙、高野悠、安藤格士、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      東京理科大学 研究推進機構 総合研究院 アグリ・バイオ工学研究部門 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 切断型R3Cリガーゼリボザイムにおけるkissing-loop組成の影響2019

    • 著者名/発表者名
      濵地 心、無津呂(青木)裕美、谷澤佳奈、平澤以冬、楳原琢哉、田村浩二
    • 学会等名
      生命の起原および進化学会第44回学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] tRNAのL-アミノ酸特異的アミノアシル化の起源と分子メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      安藤格士、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] tRNAに保存されたCCA配列の原始的な機能の解明2018

    • 著者名/発表者名
      平澤以冬、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光測定を利用したtRNAのアンチコドンとアミノ酸の相互作用解析2018

    • 著者名/発表者名
      川瀬伸之、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノアシルtRNA合成酵素の起源と分化に関する原始モデルの探索2018

    • 著者名/発表者名
      小野寺風葉、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanoarchaeum equitans由来のアラニルtRNA合成酵素の結晶化2018

    • 著者名/発表者名
      加賀見光、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ハンマーヘッドリボザイムのアミノ酸存在下での切断メカニズムの解明2018

    • 著者名/発表者名
      髙木未紗、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Kissing-loopを用いたR3C ligase ribozyme変異体の高効率化2018

    • 著者名/発表者名
      濵地心、無津呂(青木)裕美、平澤以冬、谷澤佳奈、内田小百合、栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Chiral selectivity mechanism on aminoacylation of an RNA minihelix examined by molecular dynamics simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ando, Koji Tamura
    • 学会等名
      日本生物物理学会第56回年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] テトラグリシン結合性RNAアプタマーの創出と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      和田柊一、菊地大輔、小寺彰吾、楳原琢哉、無津呂(青木)裕美、田村浩二
    • 学会等名
      東京理科大学 研究推進機構 総合研究院 アグリ・バイオ工学研究部門 「アグリ・バイオ公開シンポジウム」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子シミュレーションによるRNAのアミノ酸鏡像異性体選択機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      安藤格士、田村浩二
    • 学会等名
      生命の起原および進化学会第43回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 古細菌型脂質を用いたヌクレオチドの非酵素的重合2017

    • 著者名/発表者名
      乾大介、田村浩二、楳原琢哉
    • 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] R3C ligase ribozymeの活性を制御するRNAの創製2017

    • 著者名/発表者名
      谷澤佳奈、内田小百合、栗原絵梨、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] 原始RNAポリメラーゼ創製の試み2017

    • 著者名/発表者名
      南保茉帆子、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] Aeropyrum pernix由来tRNA結合タンパク質に結合する最小RNA構造の探求2017

    • 著者名/発表者名
      和仁茉李奈、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] アミノ酸活性化リボザイムKK13の最小化2017

    • 著者名/発表者名
      相澤貴一、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] 大腸菌アラニルtRNA合成酵素に結合するRNAアプタマーの選択2017

    • 著者名/発表者名
      西千尋、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] Nanoarchaerum equitansアラニルtRNA合成酵素によるtRNAAlaのアミノアシル化解析2017

    • 著者名/発表者名
      高橋弘樹、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] グアニン四重鎖を足場とした原始アミノアシルtRNAによるペプチド形成の試み2017

    • 著者名/発表者名
      和田理志、楳原琢哉、田村浩二
    • 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] Nanoarchaeum equitansメチオニルtRNA合成酵素による分断tRNAの結合2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木英路、金子明弘、山本太郎、南保茉帆子、平澤以冬、楳原琢哉、吉田尚史、朴三用、田村浩二
    • 学会等名
      東京理科大学 研究推進機構 総合研究院 アグリ・バイオ工学研究部門 「アグリ・バイオ公開シンポジウム」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] The Origin and Evolution of the Genetic Code: 100th Anniversary Year of the Birth of Francis Crick2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Tamura (Editor)
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      MDPI
    • ISBN
      9783038427698
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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