プリオンの異常化とアミロイドβとの相互作用のＲＮＡアプタマーによる阻害の構造基盤

• 研究課題/領域番号: 25291013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 片平 正人 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70211844)
• 連携研究者: 永田 崇 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (10415250) ; 真嶋 司 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (20707426)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2014年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2013年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: Ab蛋白質 / プリオン蛋白質 / RNAアプタマー / 機能性核酸 / NMR / アミロイドβ / プリオン / 機能性ＲＮＡ / アルツハイマー病 / 線維化 / 分子間相互作用 / アミロイドβタンパク質 / 抗プリオン活性 / 分子認識 / プリオンタンパク質 / ＲＮＡアプタマー / ＮＭＲ / 相互作用 / プリオン病

研究成果の概要

アルツハイマー病の原因とされるアミロイドβ蛋白質（Aβ）は、線維を形成する。近年プリオン蛋白質（PrP）がAβと相互作用する事が見出された。我々は、PrPに強く結合するRNAアプタマー（R12）を見出してきた。今回PrPがAβの線維化を阻害する事が分かった。一方R12を共存させるとAβは線維化する事が分かった。このようにAβの線維化をPrPとRNAアプタマーによって制御できる事が分かった。R12より活性が高いアプタマーを創製する事にも成功した。さらに本研究で培われた核酸の解析技術を生かして、クロスリンク核酸と金属結合核酸に関し、特異な立体構造と機能との相関に関する知見を得る事もできた。

研究成果

• [雑誌論文] Crosslinking reactions of 4-amino-6-oxo-2-vinylpyrimidine with guanine derivatives and structural analysis of the adducts (2015)
  • 著者名/発表者名: S.Kusano, S. Ishiyama,Sik Lok Lam, T. Mashima, M. Katahira, K. Miyamoto, M. Aida, F. Nagatsugi
  • 雑誌名: Nucl.Acids Res 巻: 43 号: 16 ページ: 7717-7730
  • DOI: 10.1093/nar/gkv797
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bifacial Base-Pairing Behaviors of 5-Hydroxyuracil DNA Bases Both through Hydrogen Bonding and Metal Coordination (2015)
  • 著者名/発表者名: Takezawa, Y., Nishiyama K., Mashima T., Katahira, M. and Shionoya, M.
  • 雑誌名: Chemistry 巻: 21 号: 42 ページ: 14713-14716
  • DOI: 10.1002/chem.201502772
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Boosting of activity enhancement of K+-responsive quadruplex hammerhead ribozyme (2015)
  • 著者名/発表者名: Yudai Yamaoki, Tsukasa Mashima, Takashi Nagata and Masato Katahira
  • 雑誌名: Chemical Communications 巻: 51 号: 27 ページ: 5898-5901
  • DOI: 10.1039/c5cc00961h
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Binding of an RNA aptamer and a partial peptide of a prion protein: crucial importance of water entropy in molecular recognition (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hayashi, H. Oshima, T. Mashima, T. Nagata, M. Katahira, M. Kinoshita
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 42 号: 11 ページ: 6861-6875
  • DOI: 10.1093/nar/gku382
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Anti-prion activity of an RNA aptamer and its structural basis (2013)
  • 著者名/発表者名: Mashima, T., Nishikawa, F., Kamatari Y. O., Fujiwara, H., Saimura, M., Nagata, T., Kodaki, T., Nishikawa, S., Kuwata, K., Katahira, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 41 号: 2 ページ: 1355-1362
  • DOI: 10.1093/nar/gks1132
  • 査読あり
• [学会発表] プリオン蛋白質とそれを標的とするRNA分子のAβ;繊維化への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 飯田 真美子、真嶋 司、山置 佑大、永田 崇、片平 正人
  • 学会等名: 第１６回日本蛋白質科学会
  • 発表場所: 福岡国際会議所（福岡市）
  • 年月日: 2016-06-07
• [学会発表] 異常型プリオン蛋白質の産生を抑制する四重鎖核酸の構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 真嶋司，西川富美子，鎌足雄司，永田崇，西川諭，桑田一夫，片平正人
  • 学会等名: 第９回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本大学（熊本市）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] Real-time monitoring and switching of enzyme/aptamer activities (2015)
  • 著者名/発表者名: Katahira, M.
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Drug Discovery and Design by NMR
  • 発表場所: 理化学研究所（横浜市）
  • 年月日: 2015-02-04 – 2015-02-05
  • 招待講演
• [学会発表] Origin of the anti-prion activity of quadruplex (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukasa Mashima, Fumiko Nishikawa, Yuji O. Kamatari, Masayuki Saimura, Takashi Nagata, Satoshi Nishikawa, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
  • 学会等名: The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
  • 発表場所: 神奈川大学(横浜市）
• [学会発表] The deamination of APOBEC3G is controlled by the sliding-direction-dependent catalytic activity, and anti-prion activity of an RNA aptamer and its structual basis
  • 著者名/発表者名: Ayako Furukawa, Kenji Sugase, Ryo Morishita, Takashi Nagata, Akifumi Takaori-Kondo, Akihide Ryo, Tsukasa Mashima, Fomiko Nishikawa, Satoshi Nishikawa, Yuji Kamatari, Kazuo Kuwata, Masato Katahira
  • 学会等名: The 10th Korea-Japan Bilateral Symposium on Biological NMR
  • 発表場所: ソウル大学(ソウル、韓国）
  • 招待講演
• [図書] Encyclopedia of Biophysics, Introduction to Nucleic Acids NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: Katahira, M. and Mashima, T.
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer
• [図書] 実験医学, リボスイッチ及び抗プリオン活性を示すRNAアプタマーの動作メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 片平正人
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 片平研究室
  • URL: http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/bio/
• [備考] 片平研究室
  • URL: http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/bio/