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2019 年度 実績報告書

グアニン四重鎖によるヌクレオソーム構造制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K05930
研究機関静岡大学

研究代表者

大吉 崇文  静岡大学, 理学部, 准教授 (80406529)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードグアニン四重鎖 / ヒストン修飾 / テロメア / ヌクレオソーム / RGG領域
研究実績の概要

本研究では、ゲノム中のDNAが形成するグアニン四重鎖を介したヌクレオソーム構造制御機構の解明を目的としている。これまでの研究期間で、グアニン四重鎖結合タンパク質であるTLS/FUSが、ヌクレオソームをヘテロクロマチン化させることで、転写を抑制していることがわかった。さらに、このTLS/FUSのグアニン四重鎖の認識機構を試験管の実験で詳細に解析した。その結果、このタンパク質中のC末端のアルギニンーグリシンーグリシンの繰り返し領域(RGG領域)が、この領域が形成する緩やかな二次構造であるβスパイラル構造に依存してグアニン四重鎖に結合することがわかった。このRGG領域やRNA認識モチーフ(RRM)領域は、グアニン四重鎖結合タンパク質に多く含まれている。一方で、非特異的に核酸に結合するタンパク質にもこれらのモチーフは広く保存されているが、それぞれの核酸認識機構がわかっていない。そこで、本年はRGG領域やRRMによるグアニン四重鎖認識機構を解析した。特に、今回はグアニン四重鎖結合性が知られているNucleolinを用いた。その結果、RGG領域中に含まれる芳香族アミノ酸であるチロシンとフェニルアラニンがグアニン四重鎖結合性に重要であることがわかった。さらに、これらの芳香族アミノ酸はグアニン四重鎖の安定化に寄与していることがわかった。一方、RRMはグアニン豊富な1本鎖核酸に結合する性質があり、グアニン四重鎖構造の1本鎖末端に結合することでこの構造を安定化することがわかった。RGG領域やRRMはガンや神経変性疾患に関係する多くの核酸結合タンパク質の中に存在している。今回の結果は、これらの疾患に関わる核酸結合タンパク質によるグアニン四重鎖の機能解明に広く貢献できると考えられる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] RNA sequence and length contribute to RNA-induced conformational change of TLS/FUS2020

    • 著者名/発表者名
      Hamad Nesreen、Mashima Tsukasa、Yamaoki Yudai、Kondo Keiko、Yoneda Ryoma、Oyoshi Takanori、Kurokawa Riki、Nagata Takashi、Katahira Masato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 2629

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59496-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of the RGG Domain and RNA Recognition Motif of Nucleolin in G-Quadruplex Stabilization2020

    • 著者名/発表者名
      Masuzawa Tatsuki、Oyoshi Takanori
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 ページ: 5202~5208

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b04221

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modulation of histone modifications and G-quadruplex structures by G-quadruplex-binding proteins2020

    • 著者名/発表者名
      Oyoshi Takanori、Masuzawa Tatsuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.178.

    • 査読あり
  • [学会発表] メチル化によって制御されるTLS/FUSのRGG領域の核酸結合性の解析2020

    • 著者名/発表者名
      大吉崇文、増澤樹、八木涼太、河合信之輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] RGGモチーフによるグアニン四重鎖RNA凝集体形成機構2019

    • 著者名/発表者名
      大吉崇文、増澤樹、岩波文佳
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] Is DNA a double-stranded helix? -The relationship between DNA local conformations and epigenetics-2019

    • 著者名/発表者名
      大吉崇文
    • 学会等名
      第60回歯工学連携講演会
    • 招待講演
  • [備考] 大吉研究室

    • URL

      https://wwp.shizuoka.ac.jp/oyoshilaboratory/

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公開日: 2021-01-27  

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