| 研究課題/領域番号 |
18K11519
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
種田 晃人 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70332492)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | シュードノット構造 / RNA二次構造 / エネルギーランドスケープ / 配列設計 / RNA-RNA間相互作用 / RNAスイッチ |
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| 研究実績の概要 |
シュードノットを考慮して、単一配列におけるRNA二次構造ダイナミクスシミュレーションを行うアルゴリズムの開発とその実装を行った。計算量が大きくなったことから、OpenMPIによる並列化を行った。開発したアルゴリズムでは、転写中のRNA二次構造ダイナミクスシミュレーションを行うことが可能である。まずシュードノットを含まない場合について、文献にある人工リボスイッチ配列を用いて動作テストを行い、転写途中においてアプタマーの構造モチーフが現れることや、最終的な転写物においてターミネーター構造が安定に現れることを確認した。次に、数十塩基程度のRNA配列を用いた動作テストを行い、シュードノットを含む二次構造を考慮したRNA二次構造ダイナミクスシミュレーションが実行可能であることを確認した。
また、外部シュードノットを含む複合二次構造を持つ2本のRNA配列を設計するウェブサーバを開発した。外部シュードノットを含む複合二次構造予測にRactIPを用いることで、効率的に外部シュードノットを含む複合二次構造を持つ2本のRNA配列を設計することができた。このウェブサーバでは、入力RNA配列の有無に応じて異なる二次構造が安定となるRNAスイッチの設計に対応しており、RNAを用いた分子回路の設計に利用することを想定している。RNAスイッチの設計では、構造間のエネルギーバリアーを「相互作用初期に形成される分子間相互作用（seed interaction）」によりモデル化することで考慮した。開発したウェブサーバについて論文発表を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
シュードノット構造を含む二次構造ダイナミクスシミュレーションのより長い配列への適用が遅れているため、現在の状況を「やや遅れている」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度までに開発を行ったシュードノットに対応したRNA二次構造ダイナミクスシミュレーション手法を令和2年度に行った動作テストで使用したものより長い配列へ適用することを進める。開発した手法について論文執筆を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
論文執筆が遅れていることで、論文投稿料を次年度使用額とした。論文投稿料や、会議発表の登録料（状況が許せばは出張費も）、追加の補助的な計算設備の購入に使用することを計画している。
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