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高圧力で遺伝暗号を改変する

研究課題

研究課題/領域番号 26620138
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生体関連化学
研究機関甲南大学

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)

研究分担者 高橋 俊太郎  甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (40456257)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード核酸 / RNA / DNA / 熱力学的安定性 / 高圧力 / 遺伝暗号
研究成果の概要

本研究は高圧力を摂動として用い、核酸の非標準型構造の安定性を選択的に変化させることで、常圧時で観察される遺伝子発現を調節することを目的とする。その結果、グアニン四重鎖構造など特殊な核酸構造は圧力によってその安定性が大きく変化させることを見出した。さらに核酸特殊構造を持つ遺伝子の発現反応を圧力により制御することに成功した。本研究成果から、圧力を利用した新たな遺伝情報発現システムの開発や、高圧力下で誕生したとされる生命起源の解明が期待される。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 7件、 招待講演 11件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] スロベニア国立NMRセンター(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Real-time monitoring of G‑quadruplex formation during transcription2016

    • 著者名/発表者名
      T. Endoh, A. B. Rode, S. Takahashi, Y. Kataoka, M. Kuwahara, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 88 号: 4 ページ: 1984-1989

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.5b04396

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pressure-dependent formation of i-motif and G-quadruplex DNA structures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 17 号: 46 ページ: 31004-31010

    • DOI

      10.1039/c5cp04727g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural foundation for DNA behavior in hydrated ionic liquid: An NMR study2015

    • 著者名/発表者名
      M. Marusic, H. Tateishi-Karimata, N. Sugimoto, and J. Plavec
    • 雑誌名

      Biochimie

      巻: 108 ページ: 169-177

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2014.11.015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermodynamic Properties of Water Molecules in the Presence of Cosolute Depend on DNA Structure: A Study Using Grid Inhomogeneous Solvation Theory2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Tateishi-Karimata, S. Tanaka, F. Tama, O. Miyashita, S. Nakano, N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Nucl. Acids Res.

      巻: 43 ページ: 10114-10125

    • DOI

      10.1093/nar/gkv1133

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] i-Motifs Are More Stable than G-Quadruplexes in a Hydrated Ionic Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, M. Nakano, S. Pramanik, S. Tanaka, N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 32 ページ: 6909-6912

    • DOI

      10.1039/c5cc00666j

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning riboswitch-mediated gene regulation by rational control of aptamer ligand binding properties2015

    • 著者名/発表者名
      A. B. Rode, T. Endoh, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 54 号: 3 ページ: 905-909

    • DOI

      10.1002/anie.201407385

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 核酸構造の熱力学的安定性に及ぼす分子環境と高圧力の効果2015

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎, 杉本直己
    • 雑誌名

      高圧力の科学と技術

      巻: 25

    • NAID

      130005075752

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New insights into transcription fidelity : thermal stability of non-cononical structures in template DNA regulates transcriptional arrest, pause, and slippage2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, N. Isono, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 号: 3 ページ: e90580-e90580

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0090580

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The affinity of molecular ions for DNA structures is determined by solvent accessible surface area2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Tateishi-Karimata, S. Tanaka, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. B

      巻: 118 号: 32 ページ: 9583-9594

    • DOI

      10.1021/jp505107g

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Organelle-mimicking liposome dissociates G-quadruplexes and facilitates transcription2014

    • 著者名/発表者名
      S. Pramanik, H. Tateishi-Karimata, and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res.

      巻: 42 号: 20 ページ: 12949-12959

    • DOI

      10.1093/nar/gku998

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (16): Replication reaction of DNA regulated by the formation of i-motif structure2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, J. Brazier A., N. Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会(2016)
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府・京田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of Gene Expression under Molecular Crowding Conditions2016

    • 著者名/発表者名
      杉本直己
    • 学会等名
      バイオマイクロセンシング技術研究センター成果報告会 -生命を工学で解明し、医 療分野に挑む
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2016-01-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Targets of Pharmaceutical Products; G-quadruplexes of DNA and RNA2016

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto
    • 学会等名
      第8回武田科学振興財団薬化学シンポジウム
    • 発表場所
      武田薬品工業研修所(大阪府・吹田)
    • 年月日
      2016-01-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] G-quadruplexes Regulate Transcription and Translation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, T. Endoh, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      2015環太平洋国際化学会議(Pacifichem 2015)
    • 発表場所
      Honolulu, (USA)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] G-quadruplexes Control Gene Expression under Molecular Crowding Condition2015

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto
    • 学会等名
      Biochemistry and Molecular Biology (BMB2015)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トリプレット病関連遺伝子の複製反応における圧力効果2015

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎、杉本直己
    • 学会等名
      第56回高圧討論会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島県・広島市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分子クラウディングと高圧力が与える核酸の非標準型構造への影響2015

    • 著者名/発表者名
      高橋 俊太郎、杉本直己
    • 学会等名
      第38回溶液化学シンポジウム
    • 発表場所
      高知市文化プラザカルポート(高知県・高知市)
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Role of poly(ethylene glycol) during the formation of G-quadruplex under high pressure2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      第42回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2015)
    • 発表場所
      イーグレひめじ あいめっせホール(兵庫県・姫路市)
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of the formation of G-quadruplex DNA with hemin under high pressure2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      第65回錯体化学会討論会
    • 発表場所
      奈良女子大学(奈良県・奈良市)
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高圧力が拓く核酸の新たな可能性2015

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎、杉本直己
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 二次構造を形成するDNAの複製反応を圧力で制御する2015

    • 著者名/発表者名
      高橋 俊太郎、杉本 直己
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学工学部(熊本県・熊本市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] G-quadruplex and i-motif of Nucleic Acids under Molecular Crowding and High Pressure2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      International Conference on High Pressure Science and Technology (AIRAPT)
    • 発表場所
      Complutense University of Madrid, Madrid (Spain)
    • 年月日
      2015-08-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] G-quadruplexes control Gene expression2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, T. Endoh, N. Sugimoto
    • 学会等名
      Gordon Research Conference -Nucleosides, Nucleotides & Oligonucleoside-
    • 発表場所
      Salve Regina Univerisity, New Port (USA)
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermodynamic Behaviors of Nucleic Acids in a Hydrated Ionic Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, N. Sugimoto
    • 学会等名
      28th European Symposium on Applied Thermodynamics (ESAT 2015)
    • 発表場所
      Royal Olympic Hotel , Athens (Greece)
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非二重らせん構造のDNA・RNAの重要な役割2015

    • 著者名/発表者名
      杉本直己
    • 学会等名
      第55回澱粉研究懇親会
    • 発表場所
      ホテルラヴィエ川良(静岡県・伊東市)
    • 年月日
      2015-06-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Translation suppression by G-quadruples2015

    • 著者名/発表者名
      T. Endoh, N. Sugimoto
    • 学会等名
      5th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids G4thering in Bordeaux
    • 発表場所
      IECB University of Bordeaux, Bordeaux (France)
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stability and Function of Quadruplexes of Nucleic Acids2015

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto
    • 学会等名
      Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica
    • 発表場所
      National Taiwan University, Taipei (Taiwan)
    • 年月日
      2015-05-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (6): Binding Mechanism of G-quadruplex and Its Ligands Elucidated by Pressure Effect2015

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, S. Bhowmik, N. Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学(船橋キャンパス)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (7): Molecular Crowding Effect on Ribozyme- or Protein-based Polymerase Reactions2015

    • 著者名/発表者名
      H. Okura, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会(2015)
    • 発表場所
      日本大学(船橋キャンパス)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Structures, Interactions, and Functions of Nucleic Acids under Molecular Crowding Conditions2014

    • 著者名/発表者名
      N.Sugimoto
    • 学会等名
      Asian Chemical Biology Conference (ACBC 2014)
    • 発表場所
      National University of Singapore, Singapore
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNAとRNAに潜むもうひとつの遺伝暗号2014

    • 著者名/発表者名
      杉本 直己
    • 学会等名
      近畿大学産業理工学研究科セミナー
    • 発表場所
      近畿大学(飯塚キャンパス)
    • 年月日
      2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核酸の挙動に及ぼす分子クラウディングと圧力の影響2014

    • 著者名/発表者名
      杉本 直己, 高橋 俊太郎
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学(常三島キャンパス)
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テロメアDNA配列のP-T依存的構造変化2014

    • 著者名/発表者名
      高橋 俊太郎, 杉本 直己
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学(常三島キャンパス)
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] New insights into the binding nucleolin to nucleic acids from physicochemical analysis2014

    • 著者名/発表者名
      S. Pramanik, H. Tateishi-Karimata, S. Takahashi, and N. Sugimoto
    • 学会等名
      第41回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2014)
    • 発表場所
      北九州国際会議場(小倉)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Pressure and temperature stability diagram of human telomeric DNA2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, S. Bhowmik, and N. Sugimoto
    • 学会等名
      第41回国際核酸化学シンポジウム (ISNAC2014)
    • 発表場所
      北九州国際会議場(小倉)
    • 年月日
      2014-11-05 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非二重らせん構造に隠された核酸の機能を知る2014

    • 著者名/発表者名
      杉本 直己
    • 学会等名
      14-1バイオ・高分子研究会
    • 発表場所
      にっしょうかん新館(長崎市)
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核酸の熱力学的挙動解析と核酸ナノマテリアルの創製2014

    • 著者名/発表者名
      杉本 直己
    • 学会等名
      第64回錯体化学討論会
    • 発表場所
      中央大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧力で誘起されるi-motif DNAの構造安定化効果2014

    • 著者名/発表者名
      高橋 俊太郎、杉本 直己
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(津島キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA四重鎖は転写の二次情報を保持しているか?2014

    • 著者名/発表者名
      建石 寿枝、遠藤 玉樹、高橋 俊太郎、杉本 直己
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山大学(津島キャンパス)
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of pressure and molecular crowding on the stability of G-quadruplex DNA2014

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi and N. Sugimoto
    • 学会等名
      8th International Conference on High Pressure Bioscience and Biotechnology (HPBB)
    • 発表場所
      Oniris-Nantes-Atlantic National College of Veterinary Medicine, Food Science and Engineering, France
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermal Stability and Application of Unusual structures of DNA and RNA2014

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto
    • 学会等名
      The 5th International Conference on the Development of Biomedical Engineering
    • 発表場所
      International University, Ho Chi Minh City, Vietnam
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermal Stability of Non-cannonical structures in Template DNA and its Effect on Transcription2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata and N. Sugimoto
    • 学会等名
      Gordon Research Conference – Biopolymers
    • 発表場所
      Salve Regina University, Newport, USA
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 高圧下での核酸の挙動:極限環境の生命化学(CSJカレントレビュー)2014

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎, 杉本直己
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] Noncanonical structures and their thermodynamics of DNA and RNA under molecular crowing: beyond the Watson-Crick double helix: International Review of Cell and Molecular Biology2014

    • 著者名/発表者名
      N. Sugimoto
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] FIBER 甲南大学 先端生命工学研究所

    • URL

      http://www.konan-fiber.jp

    • 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: 2017-05-10  

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