| 研究課題/領域番号 |
19H00928
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分37:生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 甲南大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
建石 寿枝 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (20593495)
高橋 俊太郎 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (40456257)
遠藤 玉樹 甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (90550236)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2021年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2019年度: 22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円)
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| キーワード | 分子環境 / 核酸構造 / トポロジー / 遺伝子発現制御 / 人工分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、核酸構造の幾何学的特徴が遺伝子発現に与える影響を化学的かつ定量的手法を用いて解明する。
１．核酸トポロジーによる遺伝子発現制御メカニズムを 【知る】
２．核酸トポロジーに起因する遺伝子発現の調節を分子レベルで 【見る】
３．細胞レベルで核酸トポロジーを化学的制御に 【活かす】
を段階的に遂行し、遺伝子発現制御に関する新たな概念として核酸構造の多次元性（Structural Multidimensionality of Polynucleotides; SMPs）を提唱する。さらに、細胞内の遺伝子発現に関する調節機構の解明と、その知見を活用した画期的な化学的遺伝子発現制御技術を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、分子環境に依存してトポロジーを変動させる核酸構造による遺伝子の発現調節機構の解明と、得られる知見を活用した化学的な遺伝子の発現制御技術を確立することを目指して研究を進めた。研究成果として、細胞内を特徴づける分子クラウディング環境において、核酸トポロジーおよびその安定性に影響を及ぼす因子を同定し、遺伝子発現の変動と核酸トポロジーの相関を定量的に明らかにした。さらに、核酸トポロジーを人為的に変化させる人工分子の開発を行い、分子間の相互作用で特定の核酸トポロジーの形成、安定化を促すことで、細胞内で核酸機能を制御できることを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題では、分子クラウディング環境を中心に、核酸の分子内、分子間での相互作用を定量的に解析してエネルギーレベルのデータベースを蓄積した。本研究で蓄積したデータベースは、核酸トポロジーの細胞内における分子挙動の予測に有用であり、基礎学術的に非常に価値の高いものである。核酸分子の異常な構造変化は、癌や神経変性疾患、生活習慣病などの原因となる可能性も指摘されつつある。それ故、研究成果として、人工分子を用いての核酸機能の化学的な制御が可能であることを実証したことで、医療、診断、創薬など、実社会に貢献する幅広い応用分野への研究展開が期待される。
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