hnRNP A1/D、Musashi及びアプタマーによる遺伝情報制御の分子基盤

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17026011
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 片平 正人 横浜市立大学, 国際総合科学研究科, 教授 (70211844)
• キーワード: 生体分子 / 生物物理 / 蛋白質 / 脳・神経 / NMR / テロメア / テロメラーゼ / エイズ

研究概要

(1)hnRNP D/hnRNP A1タンパク質によるテロメア長制御の構造基盤
mRNAのプロセッシングやテロメアDNAの維持等への関与が実証ないしは示唆されているhnRNP Dタンパク質に関し、テロメアDNAとの複合体のNMRによる構造決定を完了した。これによりhnRNP DがテロメアDNAを特異的に認識するメカニズムが解明された。
我々はhnRNP Dは、DNAの誤ったフォールド(4重鎖構造)を正しいフォールド(1本鎖構造)へ変換する、あたかもDNAに対する分子シャペロン(DNAシャペロン)として機能しているという事を提唱した。そこで今回HeLa細胞にsiRNAを作用させる事でhnRNP Dの発現を抑制したところ、テロメアDNAの一本鎖領域の短小化がみられた。この結果は、hnRNP DがDNAシャペロンとして機能していることを強く示唆している。
(2)Musashiタンパク質の2つのRNA結合ドメインによる標的RNA認識機構の解明
Musashiタンパク質は、標的遺伝子のmRNAに結合して翻訳を阻害する事で、分化における神経細胞の非対称分裂を制御している。これまでに2つのRNA結合ドメインの立体構造及びRNAとの相互作用様式を決定した。今回標的RNA存在下と非存在下における2つのRNA結合ドメインの配置を、残余双極子結合を用いる事によって決定した。これにより標的RNAの認識に関する動的および静的な情報を得た。
(3)HlV Tatタンパク質に対するアプタマーによるTatタンパク質捕捉メカニズムの解明
HIVの病因性タンパク質であるTatに対するRNAアプタマーに関し、Tatのアナログとの複合体の構造を決定してきた。今回さらによりリアリスティックなTatのアナログペプチドとの複合体の構造を決定した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural property of DNA that migrates faster in gel electrophoresis, as deduced by CD spectroscopy (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsugami, A., Tani, K., Ouhashi, K., Uesugi, S., Morita, M., Ohyama, T., Katahira M.
  • 雑誌名: Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids (in press)
• [雑誌論文] Identification of 2-(cysteinyl)amido-2-deoxy-D-galacturonic acid residue from the sheath of Leptothrix cholodnii (2006)
  • 著者名/発表者名: Makita, H., Nakahara, Y., Fukui, H., Miyanoiri, Y., Katahira M., Seki, H., Takeda, M., Koizumi, J.
  • 雑誌名: Biosci.Biotech.& Biochem. (in press)
• [雑誌論文] NMRによるタンパク質構造解析の展望-Musashiタンパク質によるRNAの認識機構の解析を例に- (2006)
  • 著者名/発表者名: 宮ノ入洋平, 片平正人
  • 雑誌名: 酵素工学ニュース (印刷中)
• [雑誌論文] Structure of hnRNP D : single-stranded telomere DNA complex and unfolding of quadruplex by hnRNP D (2005)
  • 著者名/発表者名: Enokizono, Y., Konisni, Y., Uesugi, S., Ishikawa, F., Katahira, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 18862-18870
• [雑誌論文] Unfolding of higher DNA structures formed by the d(CGG) triplet repeat by UP1 protein (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, H., Katahira, M., Tanaka, E., Enokizono, Y., Tsuchiya, N., Higuchi, K., Nagao, M., Nakagama, H.
  • 雑誌名: Genes Cells 10 ページ: 953-962
• [雑誌論文] Human vault-associated non-coding RNAs bind to mitoxantrone, a chemotherapeutic compound (2005)
  • 著者名/発表者名: Gopinath, S.C.B., Matsugami, A., Katahira, M., Kumar, P.K.R.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 33 ページ: 4874-4881
• [雑誌論文] Unichrom, a novel nuclear matrix protein, binds to the Ars insulator and canonical MARs (2005)
  • 著者名/発表者名: Tagashira, H., Shimotori, T., Sakamoto, N., Katahira, M., Miyanoiri, Y., Yamamoto, T., Mitsunaga-Nakatsubo K., Kusunoki, S., Akasaka, K.
  • 雑誌名: Zoological Science 23 ページ: 9-21
• [雑誌論文] Structure of RNA aptamer complexed with an RNA-binding peptide of Tat with aid of residue-epecific ^<13>C, ^<15>N labeling (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsugami, A., Tochio H., Niyada, E., Tamura, Y., Kudo, M., Misono, T., Kumar, P., Katahira, M.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. Suppl. 5 ページ: 69-70