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計算と実験の融合によるDNA結合タンパク質の塩基配列選択能の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 26330339
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 生命・健康・医療情報学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2014-2015)

研究代表者

河野 秀俊  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 量子生命科学研究部, グループリーダー(定常) (40291918)

連携研究者 角南 智子  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 量子生命科学研究部, 主幹研究員 (50554648)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードDNA結合蛋白質 / 分子シミュレーション / 生体生命情報学 / バイオインフォマティクス / 蛋白質設計 / B1H / タンパク質設計 / DNA結合 / 配列特異性 / モデリング / DNA結合タンパク質 / デザイン / 分子設計
研究成果の概要

バイオインフォマティクス、分子シミュレーション、B1Hスクリーニングを用い、2つのDNA結合ドメインを連結させた、塩基配列選択性の高いタンパク質を作成することができた。各ドメインの結合親和性を下げることで、片方のドメインのみで結合してしまうことを避け、配列選択性の向上を実現した。また、DNAの動特性を理解するため、様々なDNA配列について分子動力学計算を行った。計算結果を機械学習させ、任意のDNAの配列に対して、動特性を予測するシステムを構築した。これを用いてゲノム配列を解析し、転写因子の結合領域のみならず前後200bpの領域において、DNAの動特性に特徴があることを見出した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Genome-wide transcription factor activities are explained by intrinsic conformational dynamics of binding-sites and distal flanking-regions2017

    • 著者名/発表者名
      Andrabi, M.; Hutchins, A. P.; Miranda-Saavedra, D.; Kono, H.; Nussinov, R.; Mizuguchi, K.; Ahamd, S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Revisiting DNA conformations in crystal structures2016

    • 著者名/発表者名
      Sunami, T.; Chatake, T.; Kono, H.
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      茨城・つくば・つくば国際会議場 (国内)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] エングレイルドホメオドメインを用いた新規転写因子設計2016

    • 著者名/発表者名
      角南智子; 河野秀俊
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡・福岡・福岡国際会議場 (国内)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 転写因子のアクティビィティは結合サイト及びその周辺領域のDNA特性の関係できまる2016

    • 著者名/発表者名
      河野秀俊
    • 学会等名
      第16回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      福岡・福岡・福岡国際会議場 (国内)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造多形をもつ生体高分子の全原子モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      河野秀俊
    • 学会等名
      JSBi関西地域部会 第21回バイオメディカル研究会
    • 発表場所
      大阪・大阪・グランフロント大阪 (国内)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Designing a new artificial transcription factor based on engrailed homeodomain2015

    • 著者名/発表者名
      角南智子、河野秀俊
    • 学会等名
      第38 回日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Designing a new artificial transcription factor based on engrailed homeodomain2015

    • 著者名/発表者名
      角南智子、河野秀俊
    • 学会等名
      第15回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      あわぎんホール(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Designing a new artificial transcription factor based on engrailed homeodomain2014

    • 著者名/発表者名
      角南智子、河野秀俊
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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