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小分子で駆動する-1リボソームフレームシフトとタンパク質の輸送局在制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K05355
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関大阪大学

研究代表者

村田 亜沙子  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50557121)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードリボソーマルフレームシフト / RNA二次構造 / 翻訳制御 / 合成小分子 / 小分子 / RNA2次構造 / -1リボソームフレームシフト / タンパク質輸送・局在
研究成果の概要

本研究は,小分子で駆動する-1リボソーマルフレームシフト(-1PRF)を介した,融合タンパク質合成制御ツールの開発を目的とした。-1PRFは,同一mRNA上の読み枠の異なる複数のタンパク質が融合タンパク質として合成される仕組みである。本研究は,-1PRFの誘導に必須のシュードノット構造を小分子NCTn誘導体で誘起することにより,融合タンパク質の合成を制御することを目指した。その実証として,標的タンパク質のシグナル配列を含む領域の翻訳をNCTn依存的に停止させ,細胞内の局在変化を誘導した。また,-1PRF効率を最大化するシュードノット配列を探索した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

-1リボソーマルフレームシフトは(-1PRF),読み枠の異なる2つのタンパク質が,融合タンパク質として単一のmRNAから翻訳される仕組みである。本研究では,-1PRFを融合タンパク質の合成を翻訳段階で調節することが可能な分子スイッチととらえ,小分子依存的な誘導が可能なツールとして新たに開発することとした。本ツールの開発により,標的タンパク質の細胞内局在を変化させることに成功した。既存の遺伝子工学手法では実現できない翻訳段階でのタンパク質の細胞内局在シグナルの調節というアプローチを提供することができる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 4件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 10件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] National Chung Hsing University, Taiwan(その他の国・地域)

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      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] National Chung Hsing University, Taiwan(その他の国・地域)

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      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Chung-Hsing University(その他の国・地域)

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      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Department of Physical Biochemistry/Max Planck Institute/for Biophysical Chemistry(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Premature translation termination mediated non-ER stress induced ATF6 activation by a ligand-dependent ribosomal frameshifting circuit2022

    • 著者名/発表者名
      Hsu Hsiu-Ting、Murata Asako、Dohno Chikara; Nakatan Kazuhiko、Chang Kung Yao
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HT-SELEX-based identification of binding pre-miRNA hairpin-motif for small molecules2022

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee Sanjukta、Murata Asako、Ishida Ryoga、Sugai Ayako、Dohno Chikara、Hamada Michiaki、Krishna Sudhir、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Molecular Therapy - Nucleic Acids

      巻: 27 ページ: 165-174

    • DOI

      10.1016/j.omtn.2021.11.021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2-Amino-1,8-naphthyridine Dimer (ANP77), a High-Affinity Binder to the Internal Loops of C/CC and T/CC Sites in Double-Stranded DNA2021

    • 著者名/発表者名
      Das Bimolendu、Nagano Konami、Kawai Gota、Murata Asako、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 87 号: 1 ページ: 340-350

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c02383

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A small-molecule fluorescence probe ANP77 for sensing RNA internal loop of C, U and A/CC motifs and their binding molecules2021

    • 著者名/発表者名
      Das Bimolendu、Murata Asako、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 49 号: 15 ページ: 8462-8470

    • DOI

      10.1093/nar/gkab650

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Speeding drug discovery targeting RNAs: An iterative “RNA selection-compounds screening cycle“ for exploring RNA-small molecule pairs2021

    • 著者名/発表者名
      Furuzono Tomoko、Murata Asako、Okuda Satoshi、Mizutani Kenji、Adachi Tsuyoshi、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 36 ページ: 116070-116070

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2021.116070

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Small Molecule-Induced Dimerization of Hairpin RNA Interfered with the Dicer Cleavage Reaction2021

    • 著者名/発表者名
      Murata Asako、Mori Yuki、Di Yue、Sugai Ayako、Das Bimolendu、Takashima Yusuke、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 60 号: 4 ページ: 245-249

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00920

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The dimeric form of 1, 3 - diaminoisoquinoline derivative rescued the mis - splicing of Atp2a1 and Clcn1 genes in myotonic dystrophy type 1 mouse model2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, J. ; Nakamori, M. ; Okamoto, T. ; Murata, A. ; Dohno, C. ; Nakatani, K.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J.

      巻: 26 号: 63 ページ: 14305-14309

    • DOI

      10.1002/chem.202001572

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A slipped-CAG DNA-binding small molecule induces trinucleotide-repeat contractions in vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamori Masayuki, Panigrahi Gagan B., Lanni Stella, et. al.
    • 雑誌名

      Nature Genetics

      巻: 52 号: 2 ページ: 146-159

    • DOI

      10.1038/s41588-019-0575-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Inhibition of pre-miRNA-136 processing by Dicer with small molecule BzDANP suggested the formation of ternary complex of pre-miR-136?BzDANP?Dicer2019

    • 著者名/発表者名
      Otabe Takahiro、Nagano Konami、Kawai Gota、Murata Asako、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 27 号: 10 ページ: 2140-2148

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.03.031

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulating RNA secondary and tertiary structures by mismatch binding ligands2019

    • 著者名/発表者名
      Murata Asako、Nakamori Masayuki、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Methods

      巻: 167 ページ: 78-91

    • DOI

      10.1016/j.ymeth.2019.05.006

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RT‐Hpro‐PCR: A MicroRNA Detection System Using a Primer with a DNA Tag2019

    • 著者名/発表者名
      Takei Fumie、Akiyama Misaki、Murata Asako、Sugai Ayako、Nakatani Kazuhiko、Yamashita Ichiro
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 4 ページ: 477-480

    • DOI

      10.1002/cbic.201900382

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural insights into synthetic ligands targeting A?A pairs in disease-related CAG RNA repeats2019

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee Sanjukta、Blaszczyk Leszek、Rypniewski Wojciech、Falschlunger Christoph、Micura Ronald、Murata Asako、Dohno Chikara、Nakatani Kazuhiko、Kiliszek Agnieszka
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 号: 20 ページ: 10906-10913

    • DOI

      10.1093/nar/gkz832

    • 関連する報告書
      2019 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] Small synthetic molecule-stabilized RNA pseudoknot as an activator for -1 ribosomal frameshifting2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Saki、Caliskan Neva、Rodnina Marina V、Murata Asako、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 46 号: 16 ページ: 8079-8089

    • DOI

      10.1093/nar/gky689

    • 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] A Dimeric 2,9‐Diamino‐1,10‐phenanthroline Derivative Improves Alternative Splicing in Myotonic Dystrophy Type 1 Cell and Mouse Models2018

    • 著者名/発表者名
      Li Jinxing、Nakamori Masayuki、Matsumoto Jun、Murata Asako、Dohno Chikara、Kiliszek Agnieszka、Taylor Katarzyna、Sobczak Krzysztof、Nakatani Kazuhiko
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 24 号: 68 ページ: 18115-18122

    • DOI

      10.1002/chem.201804368

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Regulation of circular RNA biogenesis via nucleic acid binding small molecule in cells2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Ni, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Guanine-guanine Mismatch Binding Ligand on Repair Enzymes' reactions in vitro2021

    • 著者名/発表者名
      Anisa Ul'Husna, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell-based screening of chemical libraries for small molecules that target SARS-CoV-2 frameshifting signal2021

    • 著者名/発表者名
      Risa Anami, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of small molecules that can bind to the SARS-CoV-2 frameshifting signal by SPR-based screening of chemical libraries2021

    • 著者名/発表者名
      Hiyori Fujii, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 48th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of circular RNA biogenesis using nucleic acid binding small molecule in cellular environment2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Ni, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pcific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dicer切断産物のハイスループットシーケンシングによる RNA-小分子結合モチーフの同定2021

    • 著者名/発表者名
      高島 裕介、村田 亜沙子、中谷 和彦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Regulation of circular RNA biogenesis via RNA binding small molecule2021

    • 著者名/発表者名
      Lu Ni, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis and the properties of naphthyridine-azaquinolone dimer (NAD) tatgeting CAG-repeat RNA2021

    • 著者名/発表者名
      Qingwen Chen, Takeshi Yamada, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2フレームシフトシグナルを標的とする低分子化合物の表面プラズモン共鳴(SPR)アッセイによるスクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      藤井 陽和、村田 亜沙子、中谷 和彦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Comprehensive Analysis of Dicer Substrates by High-Throughput Sequencing Identified New Target RNA Motifs for Small Molecules2020

    • 著者名/発表者名
      Asako Murata, Yusuke Takashima, Kei Iida, Ayako Sugai, Masatoshi Hagiwara, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan (MBSJ2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Controlling -1 ribosomal frameshifting by small molecules in cells2020

    • 著者名/発表者名
      Asako Murata, Saki Matsumoto, Neva Caliskan, Marina V. Rodnina, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 23rd SANKEN INTERNATIONAL SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploration of RNA sequences in pre-miRNA affecting the efficiency of Dicer cleavage reactions by the small molecules binding2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takashima, Asako Murata, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The 24th Annual Meeting of the RNA Society (RNA 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural insights into synthetic ligands targeting A-A pairs in disease-related CAG RNA repeats2019

    • 著者名/発表者名
      Sanjukta Mukherjee, Leszek Blaszczyk, Wojciech Rypniewski, Christoph Falschlunger, Ronald Micura, Asako Murata, Chikara Dohno, Kazuhiko Nakatani, Agnieszka Kiliszek
    • 学会等名
      The 24th Annual Meeting of the RNA Society (RNA 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic analysis of the inhibitory effect of BzDANP on Dicer cleavage of pre-miR-1362019

    • 著者名/発表者名
      Asako Murata, Takahiro Otabe, Konami Nagano, Gota Kawai, Ayako Sugai, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      The Commemorative International Symposium of the Japan Society of Nucleic Acids Chemistry (CISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthetic small molecule-stabilized RNA pseudoknot as an activator for -1 ribosomal frameshifting2018

    • 著者名/発表者名
      Asako Murata, Saki Matsumoto, Neva Caliskan, Marina V. Rodnina, Kazuhiko Nakatani
    • 学会等名
      International Symposium on Nucleic Acids Chemistry (ISNAC) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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