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RNA四重らせん構造によるストレス顆粒の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K19153
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関甲南大学

研究代表者

三好 大輔  甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (50388758)

研究分担者 川内 敬子  甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (40434138)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワードmRNA / 四重らせん構造 / 液液相分離 / ストレス顆粒 / ペプチド / タンパク質 / 分子クラウディング / RNA / 凝集 / 刺激応答
研究成果の概要

環境に応答して可逆的に形成されるストレス顆粒はmRNAとタンパク質からなり、mRNAの代謝と遺伝子発現制御に関与している。本研究では、このストレス顆粒の物性が、mRNAが形成する四重らせん構造(G4)の環境応答性によってもたらされていると着想し、顆粒の動的挙動の分子機構の解明と制御方法の構築を試みた。
神経変性疾患由来のRNA結合ペプチドと種々のRNAによる顆粒形成能を検討したところ、顆粒形成にはG4が必須であることが示された。さらに、G4の環境依存性を用いて、顆粒の形成を合目的的に制御することもできた。細胞内でもストレス顆粒にG4が局在することが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ストレス顆粒をはじめとする細胞内の相分離現象は、これまでの細胞内環境や細胞内反応の考え方を一変させるものとして注目されている。しかし、その分子機構は未知な点が多い。
本研究結果から、ストレス顆粒の特徴的な物性が、顆粒に含まれるRNAの特殊構造(四重らせん構造)によって惹起され制御されている可能性が示された。この構造は、神経変性疾患やがん関連RNAが特に多く形成する構造として知られていることから、疾患発症機構の解明や新たな作用機序をもつ医薬品の開発につながるものと期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 8件、 招待講演 15件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] Amity University/College of Horticulture(インド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Mons(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Monash University(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective recognition of human telomeric G-quadruplex with designed peptide via hydrogen bonding followed by base stacking interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Shikhar Tyagi, Sarika Saxena, Nikita Kundu, Taniya Sharma, Amlan Chakraborty, Sarvpreet Kaur, Daisuke Miyoshi and Jadala Shankaraswamy
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 69 ページ: 40255-40262

    • DOI

      10.1039/c9ra08761c

    • 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] Hydroxyl groups in cosolutes regulate the G-quadruplex topology of telomeric DNA2020

    • 著者名/発表者名
      Tateishi-Karimata Hisae、Banerjee Dipanwita、Ohyama Tatsuya、Matsumoto Saki、Miyoshi Daisuke、Nakano Shu-ich、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 525 号: 1 ページ: 177-183

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.045

    • 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] RNA phase separation-mediated direction of molecular trafficking under conditions of molecular crowding2020

    • 著者名/発表者名
      Kohata Kazuki、Miyoshi Daisuke
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: - 号: 3 ページ: 669-676

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00696-3

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ケミカルバイオロジー2.02019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔・山東信介・清中茂樹・花岡健二郎・後藤佑樹
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 581 ページ: 18-25

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The RAS mRNA G-quadruplex: making undruggable cancer targets druggable2019

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kawauchi, Wataru Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • 雑誌名

      The Atlas of Science (https://atlasofscience.org/)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Osmolyte-Enhanced Protein Synthesis Activity of a Reconstituted Translation System2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Moriizumi, Kazuhito V. Tabata, Daisuke Miyoshi, and Hiroyuki Noji
    • 雑誌名

      ACS Synth. Biol.

      巻: 8 ページ: 2271-2271

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞の分子夾雑環境における核酸構造と核酸構造リガンドの挙動 ~細胞内でも望みの機能を発現する分子の合理設計に向けて~2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 雑誌名

      生命化学研究レター

      巻: 58(1) ページ: 17-21

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metal sensitive and DNA concentration dependent structural rearrangement of short oligonucleotide into large suprastructures2019

    • 著者名/発表者名
      J. Shankaraswany, Shikhar Tyagi, Anju Singh, Daisuke Miyoshi,and Sarika Saxena
    • 雑誌名

      J. Biom. Struct. Dyn.

      巻: 37 号: 9 ページ: 2211-2218

    • DOI

      10.1080/07391102.2018.1484816

    • 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] An anionic phthalocyanine decreases NRAS expression by breaking down its RNA G-quadruplex2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kawauchi, W. Sugimoto, T. Yasui, K. Murata, K. Itoh, K. Takagi, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, H. Tateishi-Karimata, N. Sugimoto, and D. Miyoshi
    • 雑誌名

      Nat. Commum

      巻: 9 号: 1 ページ: 2271-2271

    • DOI

      10.1038/s41467-018-04771-y

    • 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
  • [学会発表] 短鎖G4 RNAとRGGペプチドの相互作用による液-液相分離現象2020

    • 著者名/発表者名
      小畠一起・杉本渉・川内敬子・杉本直己・三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA四重らせん構造に対するリガンドスクリーニングにおけるカチオンの効果2020

    • 著者名/発表者名
      橋本佳樹・高宮渚・杉本直己・明石知子・三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA二重鎖の熱力学的安定性に対するシトシンのメチル化と分子夾雑環境の共同効果2020

    • 著者名/発表者名
      鶴田充生・杉谷優衣・杉本直己・三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of Novel Screening System for G-Guadruplex Specific Ligands in the Presence of Excess DNA Duplex2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hashimoto, Yoshiki Imagawa, Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      ISNM2019 13th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combination Effects of Cytosine Methylation and Molecular Crowding on Thermodynamic Stability of DNA Duplexes2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Tsuruta, Yui Sugitani, Daisuke Miyosh
    • 学会等名
      ISNM2019 13th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid - Liquid Phase Separation Induced by RNA G-Quadruplexes and Cationic Peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kohata, Wataru Sugimoto, Keiko Kawauchi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      ISNM2019 13th International Symposium on Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] グアニン四重鎖依存的な液-液相分離現象の様々な疾患への関与2019

    • 著者名/発表者名
      赤松由御、小畠一起、三好大輔、川上純司
    • 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] 核酸構造を標的とした医療技術の創出2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔、伊藤功彦、川内敬子
    • 学会等名
      第2回メドテックグランプリKOBE
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase separation of RNA G-quadruplexes induced bycationic peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kohata, Wataru Sugimoto, Keiko Kawauchi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyosh
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, the 3rd Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acid Chemistry (ISNAC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] がん関連BRAFおよびPTEN遺伝子が形成する四重らせん構造の液-液相分離能の検討2019

    • 著者名/発表者名
      赤松由御・小畠一起・川内敬子・川上純司・三好大輔
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Liquid-liquid phase separation induced by specific interactions between G4 nucleic acids and RGG motif peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      第3回LLPS研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA I-motif 構造の形成に伴う配列選択的な蛍光発光2019

    • 著者名/発表者名
      小畠 一起・杉本 直己・三好 大輔
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Liquid-liquid phase separation induced by specific interactions between G4 nucleic acids and RGG motif peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki KOHATA, Yumi AKAMATSU, Hisae TATEISHI-KARIMATA, Keiko KAWAUCHI, Naoki SUGIMOTO, Daisuke MIYOSHI
    • 学会等名
      The 7th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecularly-targeted photodynamic therapy (mtPDT) for a cancer-related RAS mRNA G-quadruplex by an anionic phthalocyanine with zinc ion2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kawauchi, W. Sugimoto, K. Itoh, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, H. Tateishi-K., N. Sugimoto, D. Miyoshi
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 核酸四重らせん構造リガンドを用いた分子標的型光線力学療法2019

    • 著者名/発表者名
      三好 大輔
    • 学会等名
      構造活性相関フォーラム2019(日本薬学会構造活性相関部会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子クラウディング環境における核酸構造と相分離現象2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      第2回LLPS研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (53): RNAグアニン四重らせん構造とカチオン性ペプチドによる特異的相分離現象2019

    • 著者名/発表者名
      小畠一起, 川内敬子, 杉本直己, 三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会(2019), 甲南大学(岡本キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (54):グアニン四重らせんおよびi-モチーフ選択的リガンドの開発2019

    • 著者名/発表者名
      今川佳樹, 小畠一起, 杉本直己, 三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会(2019), 甲南大学(岡本キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (55): DNA四重らせん選択的リガンドのワンポットスクリーニング2019

    • 著者名/発表者名
      長野香穂, 衣笠紫野, 萩原伸也, 佐藤綾人, 川内 敬子, 杉本直己, 三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会(2019), 甲南大学(岡本キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学(56): DNAの構造安定性に及ぼすメチル化と分子クラウディングの複合効果2019

    • 著者名/発表者名
      杉谷優衣, 造住有輝, 杉本直己, 三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会(2019), 甲南大学(岡本キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子夾雑環境における核酸の定量解析:核酸四重らせん構造に対する分子標的型光線力学療法の構築に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第99回春季年会(2019), 甲南大学(岡本キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rational design and development of photodynamic therapy targeting NRAS mRNA G-quadruplex2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      神戸大学工学部セミナー, 神戸大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子夾雑効果の定量解析に基づいた機能分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      日本学術振興会 分子ナノテクノロジー第174委員会 第62回研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子夾雑効果の定量解析に基づいた機能分子の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三好大輔、川内敬子
    • 学会等名
      名古屋大学医学部脳外科セミナー, 名古屋大学医学部
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure and stability of nucleic acids under molecular crowding conditions with cationic polymers2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      14th Japan - Belgium Symposium on Polymer Science , University of Mons, Salle des Conseils,‘De Vinci’ building, Avenue Maistriau, Mons, Belgium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞の分子夾雑環境での核酸構造の定量解析とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会, 東北大学川内北キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ZnAPC を利用した NRAS G4 の選択的検出2018

    • 著者名/発表者名
      今川 佳樹・杉本 直己・三好 大輔
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム, 大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA I-motif 構造形成に伴う蛍光発光を用いた I-motif の新規検出法2018

    • 著者名/発表者名
      小畠 一起・杉本 直己・三好 大輔
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム, 大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of DNA G-quadruplex and i-motif binding ligands by a fluorescent screening system2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Imagawa, Kazuki Kohata, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム, 京都大学(吉田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Phase separation of nucleic acids indced by cationic peptides and molecular crowding conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kohata, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム, 京都大学(吉田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Increments in the thermal stability of G-quadruplexes with a long loop using bulky cations2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Tanabe, Masao Horita, Suzuna Morita, Daisuke Miyoshi, Naoki Sugimoto, Shu-ichi Nakano
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム, 京都大学(吉田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] がん関連mRNAが形成する四重らせん構造に対する分子標的型光線力学療法2018

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      日経バイオテク プロフェッショナルセミナー 低分子薬で核酸を標的に, 日経BP社
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecularly-targeted photodynamic therapy for NRAS mRNA G-quadruplex2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miyoshi, Keiko Kawauchi, Wataru Sugimoto, Katsuhiko Itoh, Takaaki Tsuruoka, Kensuke Akamatsu, Hisae Tateishi-Karimata, Naoki Sugimoto,
    • 学会等名
      12th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2018), Kogushi Campus in Yamaguchi University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 核酸構造安定性に及ぼす細胞の分子クラウディング効果の定量解析とその展開2018

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      東京大学大学院総合文化研究科 第192回 生命環境科学系セミナー、東京大学駒場キャンパス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www.pi.konan-u.ac.jp/miyoshi/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究者情報ウェブサイト

    • URL

      https://researchers.adm.konan-u.ac.jp/html/91_ja.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Sci City (研究成果が紹介された)

    • URL

      https://sci.city/centralView/link/256,29,819,178,359,286/0/4852020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 三好研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www.pi.konan-u.ac.jp/miyoshi/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 甲南大学研究者詳細紹介ウェブサイト

    • URL

      http://researchers.adm.konan-u.ac.jp/html/91_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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