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環状逆配向性PIP-DNA複合体のX線結晶構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1706
補助金の研究課題番号 21J22721 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関京都大学

研究代表者

安倍 克彦  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード結晶構造解析 / ピロールイミダゾールポリアミド / DNA / CAGリピート / X線結晶構造解析 / CAGリピート配列 / PIP
研究開始時の研究の概要

昨年度までに、X線回折実験にて十分な分解能を示すことのできる結晶の作成を行った。この結晶を用いてこれまでにX線回折実験によってその後の解析に必要なデータを得ることに成功した。また解析も順調に進められている。
本年度は解析を進めたうえで、得られた構造と先行研究で得られている類似の構造体を比較することで論文投稿も見据えたうえで、類似点・相違点をまとめていく。

研究実績の概要

2022年度において、CAGリピート配列をベースとしたA-Aミスマッチ塩基対を含む二本鎖DNAと環状ピロールイミダゾールポリアミドの複合体に関する結晶取得とそれに伴う構造解析を開始していた。この構造解析の続きと論文にまとめるうえで必要な追加のデータ取得に向けた実験を2023年度は取り組んだ。具体的には、構造解析における電子密度改良と当てはめた構造の最適化繰り返すことで、最終構造を2.8Åで決定することができた。またこの構造のPDBへの登録も行った。また本構造解析のデータから得られた考察をより科学的に強固なものとするために追加のデータ取得を行った。AFMとDNAオリガミを用いたピロールイミダゾールポリアミド添加による、DNA鎖の構造変化に関する直接観察や分子モデリング、量子力学計算、ゲル電気泳動といった実験を行っている。これらのデータにより構造解析として十分な科学的考察が可能となったため論文としてまとめた。この論文については受理済みである(公開はまだ行われていない)。
更に海外挑戦プログラムと若手研究者交流事業を用いた留学に2022年度から従事しており、2023年6月に帰国した。現地の研究所ではその研究所で得られる患者由来の細胞を用いた実験を行い、想定されていたプログラムを完了することができた。帰国後に、報告を公開したうえで、現在そのデータについて論文にまとめているところである。
また以前取り組んでいたDNAテンセグリティトライアングルに関する研究を論文としてまとめ提出を行った。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Structural studies of a complex of a CAG/CTG repeat se-quence-specific binding molecule and A-A-mismatch-containing DNA2024

    • 著者名/発表者名
      Abe, Katsuhiko; Hirose, Yuki; Kumagai, Tomotaka; Hashiya, Kaori; Hidaka, Kumi; Emura, Tomoko; Bando, Toshikazu; Takeda, Kazuki; Sugiyama, Hiroshi
    • 雑誌名

      JACS Au

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nano bio interaction between human immunoglobulin G and nontoxic, near-infrared emitting water-borne silicon quantum dot micelles2023

    • 著者名/発表者名
      Chinnathambi Shanmugavel、Shirahata Naoto、Kumar Mahima、Karthikeyan Subramani、Abe Katsuhiko、Thangavel Vaijayanthi、Pandian Ganesh N.
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 13 号: 9 ページ: 6051-6064

    • DOI

      10.1039/d3ra00552f

    • 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] Construction of an optically controllable CRISPR-Cas9 system using a DNA origami nanostructure2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Katsuhiko、Sugiyama Hiroshi、Endo Masayuki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 号: 45 ページ: 5594-5596

    • DOI

      10.1039/d1cc00876e

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 逆配向型結合環状 PIP-DNA 複合体の X 線結晶構造解析および順配向型複合体との構造比較2022

    • 著者名/発表者名
      安倍 克彦 ・ 廣瀬 優希 ・ 浴 晴彦 ・ 竹田 一旗 ・ 遠藤 政幸 ・ 板東 俊和 ・ 杉山 弘
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会 若手の会 第33回サマースクール
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Construction of Optical Control System for Functional Biomolecules using DNA Origami Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Abe, Ganesh N. Pandian, Hiroshi Sugiyama, Masayuki Endo
    • 学会等名
      ISNAC 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-05-27   更新日: 2024-12-25  

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