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RNAダイナミクスの学理構築とRNA標的薬剤アッセイ系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02059
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関東京工業大学 (2022-2023)
大阪大学 (2021)

研究代表者

川井 清彦  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (50314422)

研究分担者 田邉 一仁  青山学院大学, 理工学部, 教授 (40346086)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードRNA / 光化学 / 1分子計測 / 核酸 / 1分子計測 / 蛍光 / ブリンキング / 三重項ー三重項エネルギー移動 / ダイナミクス / 過渡構造
研究開始時の研究の概要

近年、新たな創薬ターゲットとしてRNAが注目されているが、RNAはダイナミックな分子であり、タンパク質のように、最安定構造だけを狙った創薬での成功は難しかった。本研究課題では、蛍光相関分光法、1分子蛍光観測法に基づき、微量の試料を用いたRNAダイナミクスの測定法を開発しその理解を深めるとともに、RNAを創薬標的とした薬剤評価を行うアッセイ系の構築を目指す。

研究成果の概要

本研究では、不均一なRNA構造のダイナミクスをごく微量のRNAよりμ秒の時間分解能で調べられる、1分子蛍光観測に基づいたRNA構造転移測定法の開発を行い、開発した手法を用いて、薬剤との結合がRNAのダイナミクスに与える学理を深めることに取り組んだ。具体的には、2種類のblinking観測によるRNAダイナミクス、構造の1分子測定法を開発した。三重項―三重項エネルギー移動(TTET)によるblinkingを利用した、RNAダイナミクス測定法を開発した。核酸内電子移動によるblinkingを利用した、RNA構造の点変異検出法を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

RNAのダイナミクス、および、RNA配列中の点変異を1分子測定できる手法を開発しました。本手法は、1分子測定に基づくため、貴重な生体資料を用いた測定が可能となります。また、PCRや検査キットに必要な増幅操作が必要ないため、増幅に要していた時間とコストを削減できます。その場測定が可能であるため、病理切片等におけるその場観察が可能となり、診断や分析に幅広く応用可能な手法として期待されます。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Programmed Control of Fluorescence Blinking Patterns based on Electron Transfer in DNA2023

    • 著者名/発表者名
      Fan Shuya、Takada Tadao、Maruyama Atsushi、Fujitsuka Mamoru、Kawai Kiyohiko
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 29 号: 19 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/chem.202203552

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Heterogeneity Observed in Single Molecule Measurements of Intramolecular Electron Transfer Rates through DNA2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Shuya、Takada Tadao、Maruyama Atsushi、Fujitsuka Mamoru、Kawai Kiyohiko
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 95 号: 12 ページ: 1697-1702

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220220

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron-transfer kinetics through nucleic acids untangled by single-molecular fluorescence blinking2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Shuya、Xu Jie、Osakada Yasuko、Hashimoto Katsunori、Takayama Kazuya、Natsume Atsushi、Hirano Masaki、Maruyama Atsushi、Fujitsuka Mamoru、Kawai Kumi、Kawai Kiyohiko
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 8 号: 11 ページ: 3109-3119

    • DOI

      10.1016/j.chempr.2022.07.025

    • 関連する報告書
      2022 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] 蛍光分子を1つ1つみると~蛍光の点滅=ブリンキングのパターンから情報を読む2022

    • 著者名/発表者名
      川井清彦、丸山厚、藤塚守
    • 雑誌名

      化学

      巻: 77 ページ: 68-69

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Single-molecule Fluorescence Kinetic Sandwich Assay Using a DNA Sequencer2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kiyohiko、Fujitsuka Mamoru
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 51 号: 2 ページ: 139-141

    • DOI

      10.1246/cl.210726

    • NAID

      130008161623

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Triplet Blinking Using Cyclooctatetraene to Access the Dynamics of Biomolecules at the Single‐Molecule Level2021

    • 著者名/発表者名
      Xu Jie、Fan Shuya、Xu Lei、Maruyama Atsushi、Fujitsuka Mamoru、Kawai Kiyohiko
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 23 ページ: 12941-12948

    • DOI

      10.1002/anie.202101606

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stacked Thiazole Orange Dyes in DNA Capable of Switching Emissive Behavior in Response to Structural Transitions2021

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Nishida Koma、Honda Yurika、Nakano Aoi、Nakamura Mitsunobu、Fan Shuya、Kawai Kiyohiko、Fujitsuka Mamoru、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 22 号: 17 ページ: 2729-2735

    • DOI

      10.1002/cbic.202100309

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 核酸化学から1分子光化学へ2024

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      Chemistry by Biology, Biology by Chemistry, 2024 ~生物有機化学の未来をすずかけ台で考える~
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Single molecule analysis and diagnosis by monitoring fluorescence blinking2024

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      第12回 生命理工国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single molecule study of electron transfer through DNA2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko KAWAI; Atsushi MARUYAMA; Mamoru FUJITSUKA
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blinking as an Additional Fluorescence-Based Readout Parameter: Blinking controlled by Electron Transfer through DNA2023

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN; Tadao TAKADA; Atsushi MARUYAMA; Mamoru FUJITSUKA; Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA内電子移動による1分子蛍光blinkingの制御と情報読み分け2023

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN; Tadao TAKADA; Atsushi MARUYAMA; Mamoru FUJITSUKA; Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光の点滅現象=blinking観測に基づく1分子分析・診断2023

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      バイオ機能医工学研究領域セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レドックス制御型蛍光blinkingを用いた生体還元剤の定量2023

    • 著者名/発表者名
      土取 章太郎、米澤 祐基、Shuya FAN、丸山 厚、藤塚 守、川井 清彦
    • 学会等名
      日本化学会第103回春季年
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 1分子蛍光blinking観測に基づく分析・診断法2022

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In situ single molecule identification of point mutations in tumor cell block specimens by monitoring fluorescence blinking2022

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN、Jie XU、Yasuko OSAKADA、Katsunori HASHIMOTO、Kazuya TAKAYAMA、Atsushi NATSUME、Masaki HIRANO、Atsushi MARUYAMA、Mamoru FUJITSUKA、Kumi KAWAI、Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      ISANC 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 1分子blinking測定による腫瘍細胞病理切片上での点変異診断2022

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN、Jie Xu、小阪田泰子、橋本克訓、髙山和也、夏目敦至、平野雅規、丸山厚、藤塚守、川井久美、川井清彦
    • 学会等名
      第16回 バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Distance-dependent electron transfer kinetics in DNA at the single-molecule level2022

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN、Atsushi MARUYAMA、Mamoru FUJITSUKA、Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      光化学討論会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule photochemistry of nucleic acids and its application to single-molecule analysis and diagnosis2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      光化学討論会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single molecule analysis and diagnosis by measuring chemical reaction rates2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko KAWAI, Atsushi MARUYAMA, Mamoru FUJITSUKA
    • 学会等名
      The 25th SANKEN International Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNAシーケンサーを用いたDNAアプタマーの1分子計測2022

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦、藤塚 守
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring the Dynamics of Nucleic Acids at the Single-Molecule Level Using Triplet-Triplet Energy Transfer Kinetics2021

    • 著者名/発表者名
      Jie Xu, Atsushi Maruyama, Mamoru Fujitsuka, Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      ISNAC 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Using Triplet-Triplet Energy Transfer Kinetics to Access the Dynamics of Biomolecules at the Single-Molecule Level2021

    • 著者名/発表者名
      Jie XU, Shuya FAN, Lei XU, Atsushi MARUYAMA, Mamoru FUJITSUKA, Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      光化学討論会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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