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2020 年度 実績報告書

長い一本鎖RNAゲノム全長の高次構造を直接可視化解析する

研究課題

研究課題/領域番号 18K06082
研究機関京都大学

研究代表者

竹安 邦夫  京都大学, 生命科学研究科, 研究員 (40135695)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードRNAの高次構造 / HCVゲノムRNAの高次構造 / 原子間力顕微鏡法(AFM)
研究実績の概要

数Kbにおよぶ長い一本鎖RNAの構造解析は容易ではない。最近明らかになった「28sリボソームRNAの二次構造」の解明には20余年を要した。より長い、ウィルスゲノムのような一本鎖RNAの全長の二次構造を一気に解析することは、現在でも不可能である。本研究者は、これまでに、原子間力顕微鏡法を用いて、28s rRNA(~4Kb)の二次構造を〝まるごと“一気に解析する技術を開発した。
本研究では、二次構造未知のHCVウィルスゲノムRNA(~9 Kb)の〝まるごと”から見た構造解析に挑戦し、ゲノムRNAのフォールディングのメカニズムを明らかにしたい。
これまでに、T7プロモーター下に組み込んだcDNAを転写して得られたゲノムRNA(全長、5'近傍、3‘近傍、コーディング領域の欠損RNA)のAFM画像をMATLAB-base のプログラムを用いて解析した。5'近傍および3‘近傍の構造は文献的に明らかになっている部分構造と一致した。これらの部分領域構造は、全長構造を決定する際の方向性の指標となった。以上の結果を、連携研究者(国立衛生研究所所長 脇田隆字 博士)グループと共著で、米国生物物理学会(2019年2月5日、Baltimore、USA)において発表した。
HCV ゲノムRNA は28SrRNA のおよそ2倍の長さであるため、既知の5‘‐領域、3’‐領域以外の中央部(約8kb)には、構造未知の大小30近い二次構造(ワトソン‐クリック様の二重らせん)が見られる。この部分の塩基長を推定・決定するには多大な労力と時間を要する。
最終年度には、HCVゲノム全長のAFM画像から、Main Chain(主鎖)の抽出、Main Chain上に検出された各Domain の塩基数の推定を行い、二次構造モデルを構築中である。結果は、Int. J. of Mol. Sciencesに発表の予定である。

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公開日: 2021-12-27  

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