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2019 年度 実績報告書

細胞内の環境変化がDNAの構造及び機能に及ぼす影響の定量的解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K05941
研究機関甲南大学

研究代表者

建石 寿枝  甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (20593495)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードDNA構造 / 擬似細胞内環境 / 転写変異 / 定量的解析 / センシング / がん
研究実績の概要

DNA四重鎖が形成されると種々の生体反応の変異が誘発さるため、四重鎖の形成と疾患発症機構との関連性が注目されている。本研究では、がんなどの疾患による細胞内の環境変化に注目し、細胞内の環境変化がDNAの構造と機能に及ぼす影響を知り(「知る研究」)、それらの知見を活用する(「使う研究」)ことを目的とする。
2019年度は、「知る研究」として、生体反応に変異を与える二重らせん構造の擬似細胞内での挙動を物理化学的手法によって解析し、細胞内ではDNAの水和している水分子と共存溶質やイオンの相互作用によって、DNA構造が決定されていることを見出した(Biochem. Biophys. Res. Commun., 525, 177 (2020)、Molecules, 25, 707 (2020)など)。
さらに上記の細胞内のDNA構造を予測する指針ができたことから、「使う研究」として、四重らせん構造を安定化するよう分岐型オリエチレングルコールをもつ人工核酸を合成し、安定な四重らせん構造を誘起させる技術を開発した(Molecules, 25, 387 (2020))。さらに、細胞の周期などの環境変化に応答して変化する核酸の構造を制御するために、神経変性疾患細胞において凝集体を形成するRNAの構造変化メカニズムを、溶液のカチオンや共存溶質との相互作用(静電的相互作用)の観点から明らかにした(Biochemistry, 59, 1972 (2020))。また、これらの核酸構造は転写、翻訳などの疾患に関わる重要な生体反応を制御していることから非二重らせん構造を標的として疾患治療法について、研究代表者らの最近の研究成果と共に総説としてまとめ発表した。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Slovenian NMR Centre(スロベニア)

    • 国名
      スロベニア
    • 外国機関名
      Slovenian NMR Centre
  • [国際共同研究] Changchun Univ. of Chinese Medicine(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Changchun Univ. of Chinese Medicine
  • [雑誌論文] Effect of Potassium Concentration on Triplex Stability under Molecular Crowding Conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Teng Ye、Tateishi-Karimata Hisae、Ohyama Tatsuya、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 25 ページ: 387~387

    • DOI

      10.3390/molecules25020387

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical biology of non-canonical structures of nucleic acids for therapeutic applications2020

    • 著者名/発表者名
      Tateishi-Karimata Hisae、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 ページ: 2379~2390

    • DOI

      10.1039/c9cc09771f

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Modified Deoxythymine with Dibranched Tetraethylene Glycol Stabilizes G-Quadruplex Structures2020

    • 著者名/発表者名
      Tateishi-Karimata Hisae、Ohyama Tatsuya、Muraoka Takahiro、Tanaka Shigenori、Kinbara Kazushi、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 25 ページ: 705~705

    • DOI

      10.3390/molecules25030705

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydroxyl groups in cosolutes regulate the G-quadruplex topology of telomeric DNA2020

    • 著者名/発表者名
      Tateishi-Karimata Hisae、Banerjee Dipanwita、Ohyama Tatsuya、Matsumoto Saki、Miyoshi Daisuke、Nakano Shu-ich、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 525 ページ: 177~183

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.045

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thrombin binding aptamer G-quadruplex stabilized by pyrene-modified nucleotides2020

    • 著者名/発表者名
      Kova Matic、Podbevek Peter、Tateishi-Karimata Hisae、Takahashi Shuntaro、Sugimoto Naoki、Plavec Janez
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 48 ページ: 3975~3986

    • DOI

      10.1093/nar/gkaa118

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] RNA G-Quadruplexes Facilitate RNA Accumulation in G-Rich Repeat Expansions2020

    • 著者名/発表者名
      Teng Ye、Tateishi-Karimata Hisae、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 ページ: 1961~2040

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00130

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Validation of the nearest-neighbor model for Watson-Crick self-complementary DNA duplexes in molecular crowding condition2019

    • 著者名/発表者名
      Ghosh Saptarshi、Takahashi Shuntaro、Endoh Tamaki、Tateishi-Karimata Hisae、Hazra Soumitra、Sugimoto Naoki
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 ページ: 3284~3294

    • DOI

      10.1093/nar/gkz071

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (57): Parameters for prediction of DNA duplex stabilities under the crowding conditions2020

    • 著者名/発表者名
      S. Ghosh, S.Takahashi, T. Ohyama, T. Endo, H. Tateishi-Karimata, N.Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (59): Prediction method for the stability of RNA/DNA hybrid duplex under a physiological condition2020

    • 著者名/発表者名
      D. Banerjee, H. Tateishi-Karimata, T. Ohyama, M. Tranjkovski, M. Toplishek, S. Takahashi, T. Endoh, J. Plavec, N. Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
  • [学会発表] 脱ワトソン・クリックの核酸化学 (63):分子シュミレーションによるGGGGCCリピートのRNA四重鎖とジペプチドリピートの集積メカニズムの解析2020

    • 著者名/発表者名
      大山達也, 建石寿枝, 田中成典, 杉本直己
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (64): Effects of malignant alteration in cancer cells on the DNA structures and transcript mutations2020

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, K. Kawauchi, T. Ohyama, N. Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第100回春季年会
  • [学会発表] 神経変性疾患に関与するRNA/ペプチドによるPhase separationの機構解析2019

    • 著者名/発表者名
      建石寿枝, Ye Teng, 大山達也, 田中成典, 杉本直己
    • 学会等名
      第2回LLPS(液液相分離)研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA四重らせん構造はがんの悪性化を制御しているのか2019

    • 著者名/発表者名
      建石寿枝, 杉本直己
    • 学会等名
      第22回生命化学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経変性疾患に関わるRNAリピート配列とペプチドの相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      建石 寿枝, Ye Teng, 大山 達也,田中 成典, 杉本 直己
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] Role for G-quadruplexes of Nucleic Acids During Tumor Progression2019

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata and N. Sugimoto
    • 学会等名
      10th RSC-CSJ Joint Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経変性疾患に関わるRNA・ペプチドの細胞内での相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      建石寿枝, 杉本直己
    • 学会等名
      大阪大学蛋白研セミナー/第3回LLPS研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of malignant alteration in cancer cells on the DNA G-quadruplex formation and transcript mutations2019

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, K. Kawauchi and N. Sugimoto
    • 学会等名
      International Conference on Genomes and AI: From Packing to Regulation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分子夾雑で遺伝子発現を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      建石寿枝
    • 学会等名
      第9会CSJ化学フェスタ文科省科研費新学術領域研究「分子夾雑の生命化学」特別企画:細胞の中身を化学する!
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of RNA structures on RNA and RNA/peptide accumulation in repeat-expansion disorders2019

    • 著者名/発表者名
      H. Tateihsi-Karimata and N. Sugimoto
    • 学会等名
      Advances in Noncanonical Nucleic Acids "ANNA2019"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of RNA topology on phase separation of peptides and proteins in neurodegenerative diseases2019

    • 著者名/発表者名
      H. Tateishi-Karimata, Y. Teng, T. Ohyama, S. Tanaka, E. Chatani, N. Sugimoto
    • 学会等名
      第46回国際核酸化学シンポジウム
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of new prediction parameters for RNA/DNA hybrid duplex stability under a physiological buffer condition2019

    • 著者名/発表者名
      D. Banerjee, H. Tateishi-Karimata, T. Ohyama, T. Endoh, S. Takahashi, N. Sugimoto
    • 学会等名
      第46回国際核酸化学シンポジウム
    • 国際学会
  • [備考] 甲南大学先端生命工学研究所

    • URL

      http://www.konan-fiber.jp/index.php

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公開日: 2021-01-27  

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