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ユビキチン鎖種特異的な高感度アプタマーアレイの開発

公募研究

研究領域ケモテクノロジーが拓くユビキチンニューフロンティア
研究課題/領域番号 19H05298
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関東京工科大学

研究代表者

岡田 麻衣子  東京工科大学, 応用生物学部, 助教 (00572330)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードユビキチン / アプタマー
研究開始時の研究の概要

ユビキチンは約8kDaのタンパク質であり、標的タンパク質の翻訳後修飾基として機能することで、生体内の恒常性維持に寄与することが知られている。ユビキチン修飾形態は多様であり、モノユビキチン化とポリユビキチン化とに大別されるだけでなく、近年の研究により分岐鎖などの新たな修飾形態の存在も明らかになりつつある。従って、ユビキチン修飾が織りなす多様な生命現象を紐解くには、ユビキチン修飾を一連の暗号としてとらえ、その生理的意義を解読することが重要である。
そこで本研究では、分子認識能を有する1本鎖核酸であるDNAアプタマーに着目し、ユビキチン修飾を簡便かつ迅速に識別可能な検出系の開発を目的とする。

研究実績の概要

ユビキチンは低分子量のタンパク質であり、一連の酵素群により連結され、各々特異的な構造と細胞内機能を有する8種類のポリユビキチン修飾を形成する。近年、これらのcanonicalな修飾に加えて、分岐型ユビキチンなどのnon-canonicalな修飾の存在が次々と明らかになりつつある。本研究では、多様化するユビキチン修飾の生理機能の解明に向け、ユビキチン修飾を識別可能なアプタマーの獲得を試みた。
2019年度は、ユビキチン認識アプタマーの獲得に向けて、Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment(SELEX)法の最適化および改変を行った。特に標的の化学的特性の維持と担体への一本鎖DNAの非特異的吸着の抑制に考慮した。これにより固定化方法および担体の組み合わせを最適化し、標的である単量体ユビキチンおよびユビキチン鎖に応じたSELEX法の開発を行った。
2020年度は、昨年度に改良したSELEX法を用いて、単量体ユビキチンを認識する81 merの一本鎖DNAを数種類獲得した。これらの一本鎖DNAについてユビキチンへの結合能をゲルシフトアッセイ等により評価した。つづいて、ポリユビキチン鎖を認識するアプタマーの獲得に向け、K48結合型ポリユビキチン(K48Ub)やK63結合型ポリユビキチン(K63Ub)などのポリユビキチン鎖固定化磁気ビーズの作製方法を確立した。これらの磁気ビーズをSELEX法に供し、K48UbやK63Ubに結合する一本鎖DNA候補群を獲得した。
以上より、各種ユビキチン鎖に結合する一本鎖DNAの獲得に成功した。結合能や特異性については今後さらなる検証が必要であるものの、本研究により、ユビキチンアプタマーアレイへの応用に向けた基盤を構築することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [学会発表] UBE3Bによるプロテアソーム制御機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      岡田麻衣子、岡本一将、根本莉緒、生村瞳美、矢野和義
    • 学会等名
      日本農芸化学会大会2020年度大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cul3複合体構成因子SHKBP1はLXR合成リガンドによる脂肪滴の蓄積を抑制する2019

    • 著者名/発表者名
      岡田麻衣子、渡邉明日香、植松美帆、岡本磨依、矢野和義
    • 学会等名
      第92回日本生化学学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CD4を認識するDNAアプタマーの解析とバイオアッセイへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      高倉滉一、山田健人、清水智夫、白谷智子、岡田麻衣子、矢野和義
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光増強のためのナノ積層基板の作製と固定化DNAによるバイオアッセイへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      松家祐太郎、岡田麻衣子、杉本岩雄、矢野和義
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] UBE3Bによるプロテアソーム制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      岡本一将、岡田麻衣子、矢野和義
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] エストロゲン依存性乳がんにおけるプロテアソーム制御機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      岡田麻衣子、本田奈央、岡本一将、根本莉緒、矢野和義
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ユビキチン鎖種特異的な高感度アプタマーアレイの開発

    • URL

      http://www.ubiquitin.jp/okada.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 大学の学びはこんなに面白い

    • URL

      https://www.teu.ac.jp/gakubu/2020.html?id=9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

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