| 研究領域 | 高精細アプローチで迫る転写サイクル機構の統一的理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
25118509
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
高田 彰二 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60304086)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2014年度)
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| 配分額 *注記 |
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2014年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 転写因子 / エネルギーランドスケープ / シミュレーション |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、構造に基づく分子シミュレーションと数理モデリングとによって、転写因子のDNA探索機構の新しい描像を構築することである。研究は３つのアプローチより構成される。
A)原子レベルの分子動力学シミュレーション（原子レベルMD）：特異的、半特異的なDNA配列上において、転写因子がDNAとどのように結合するか、構造と結合エネルギーを解析した。任意性の少ない原子レベルMDを実施し、結果を以下のシミュレーションにつなげた。
B)粗視化レベルの分子動力学シミュレーション（CGMD）：Aの原子レベルMDに基づき粗視化モデルを構築し、広範なDNA配列上の転写因子の拡散過程をCGMDした。特異的DNA配列から、非特異的配列まで、さまざまな配列について、そのDNAとの親和性と、拡散速度を解析した。粗視化モデルとしては、我々が過去10年にわたり開発・改良してきた高精度粗視化モデルを用いた。転写因子（蛋白質）ではアミノ酸1個を１粒子で、DNAについてはヌクレオチド1個を3粒子で、各々表現した。
C)数理モデリング：BのCGMD計算で得られる配列の特異性と速度－親和性との相関関係を与えて、数理モデルの中で拡散によるDNA探索の速度論を展開した。
具体的には、A)非特異的DNA配列を用意し、原子レベルMDによって、結合モード（構造）と結合エネルギー評価を行った。B)原子レベMDに基づき粗視化モデルを構築し、広範なDNA配列上の転写因子の拡散過程をCGMDを実施した。C)可能な範囲で、CGMD計算で得られる配列の特異性と速度－親和性との相関関係を与えて、数理モデルの中で拡散によるDNA探索の速度論を導いた。細菌を対象として、ゲノム上での配列探索速度を計算し、実験と比較・検討した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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