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2019 年度 実績報告書

RNA四重らせん構造によるストレス顆粒の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K19153
研究機関甲南大学

研究代表者

三好 大輔  甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (50388758)

研究分担者 川内 敬子  甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (40434138)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードmRNA / 四重らせん構造 / 液液相分離 / ストレス顆粒 / ペプチド / タンパク質 / 分子クラウディング
研究実績の概要

核酸とタンパク質から成るストレス顆粒は、セントラルドグマにおける翻訳やRNAのメタボリズムの制御を酸化などの外部刺激に依存して行っている。このような機能を行うためにストレス顆粒に求められる機能に、外部刺激に応答した動的顆粒形成と解離がある。本研究では、このストレス顆粒の動的形成が、核酸が形成する四重らせん構造(G4)によって制御されていると考え、検討を進めた。
具体的には、研究最終年度として、研究計画に示した三つの目的に向けて研究を進め、それぞれについて次のような成果が得られた。
①顆粒に含まれるG4の環境応答性の定量解析:細胞内の分子環境を化学模倣した実験系を構築し、系内の環境因子を系統的に変化させ、G4の構造安定性を定量解析した。その結果、分子クラウディングを惹起する物質の水酸基が、G4の構造安定性に大きな影響を及ぼすことが分かった。このことは、細胞模倣環境を構築する際の分子クラウディング剤の選定において有用な結果である。
②顆粒タンパク質とG4の相互作用解析:G4と強い親和性をもつペプチドを発見することができた。またそのペプチドとG4との結合解析を行い、結合機構を提唱できた。興味深いことに、本ペプチド類似配列が細胞でG4と結合し相分離を引き起こすことも分かった。
③顆粒の光制御技術の構築:本研究の最終奥的である顆粒の制御技術に関しては、G4と選択的に結合し、かつ光照射によってG4を分解できる化合物群を開発することに成功した。この化合物群を用いることで、G4とタンパク質を含む顆粒を光照射によって制御することが可能になると期待される。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Amity University/College of Horticulture(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      Amity University/College of Horticulture
  • [国際共同研究] University of Mons(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      University of Mons
  • [国際共同研究] Monash University(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Monash University
  • [雑誌論文] Selective recognition of human telomeric G-quadruplex with designed peptide via hydrogen bonding followed by base stacking interactions2020

    • 著者名/発表者名
      Shikhar Tyagi, Sarika Saxena, Nikita Kundu, Taniya Sharma, Amlan Chakraborty, Sarvpreet Kaur, Daisuke Miyoshi and Jadala Shankaraswamy
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 ページ: 40255-40262

    • DOI

      10.1039/C9RA08761C

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydroxyl groups in cosolutes regulate the G-quadruplex topology of telomeric DNA2020

    • 著者名/発表者名
      HisaeTateishi-Karimata, Dipanwita Banerjee, TatsuyaOhyama, Saki Matsumoto, DaisukeMiyoshi, Shu-ichNakano, NaokiSugimoto
    • 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] RNA Phase Separation-Mediated Direction of Molecular Trafficking Under Conditions of Molecular Crowding2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kohata, Daisuke Miyoshi
    • 雑誌名

      Biophys. Rev

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00696-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ケミカルバイオロジー2.02019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔・山東信介・清中茂樹・花岡健二郎・後藤佑樹
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 581 ページ: 18-25

  • [雑誌論文] The RAS mRNA G-quadruplex: making undruggable cancer targets druggable2019

    • 著者名/発表者名
      Keiko Kawauchi, Wataru Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • 雑誌名

      The Atlas of Science (https://atlasofscience.org/)

      巻: - ページ: -

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 短鎖G4 RNAとRGGペプチドの相互作用による液-液相分離現象2020

    • 著者名/発表者名
      小畠一起・杉本渉・川内敬子・杉本直己・三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] DNA四重らせん構造に対するリガンドスクリーニングにおけるカチオンの効果2020

    • 著者名/発表者名
      橋本佳樹・高宮渚・杉本直己・明石知子・三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] DNA二重鎖の熱力学的安定性に対するシトシンのメチル化と分子夾雑環境の共同効果2020

    • 著者名/発表者名
      鶴田充生・杉谷優衣・杉本直己・三好大輔
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会2020
  • [学会発表] Development of Novel Screening System for G-Guadruplex Specific Ligands in the Presence of Excess DNA Duplex2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Hashimoto, Yoshiki Imagawa, Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      ISNM2019 13th International Symposium on Nanomedicine
    • 国際学会
  • [学会発表] Combination Effects of Cytosine Methylation and Molecular Crowding on Thermodynamic Stability of DNA Duplexes2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsuki Tsuruta, Yui Sugitani, Daisuke Miyosh
    • 学会等名
      ISNM2019 13th International Symposium on Nanomedicine
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid - Liquid Phase Separation Induced by RNA G-Quadruplexes and Cationic Peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kohata, Wataru Sugimoto, Keiko Kawauchi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      ISNM2019 13th International Symposium on Nanomedicine
    • 国際学会
  • [学会発表] グアニン四重鎖依存的な液-液相分離現象の様々な疾患への関与2019

    • 著者名/発表者名
      赤松由御、小畠一起、三好大輔、川上純司
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 核酸構造を標的とした医療技術の創出2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔、伊藤功彦、川内敬子
    • 学会等名
      第2回メドテックグランプリKOBE
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase separation of RNA G-quadruplexes induced bycationic peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kohata, Wataru Sugimoto, Keiko Kawauchi, Naoki Sugimoto, Daisuke Miyosh
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry, the 3rd Annual Meeting of Japan Society of Nucleic Acid Chemistry (ISNAC 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] がん関連BRAFおよびPTEN遺伝子が形成する四重らせん構造の液-液相分離能の検討2019

    • 著者名/発表者名
      赤松由御・小畠一起・川内敬子・川上純司・三好大輔
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ
  • [学会発表] Liquid-liquid phase separation induced by specific interactions between G4 nucleic acids and RGG motif peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Miyoshi
    • 学会等名
      第3回LLPS研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA I-motif 構造の形成に伴う配列選択的な蛍光発光2019

    • 著者名/発表者名
      小畠 一起・杉本 直己・三好 大輔
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] Liquid-liquid phase separation induced by specific interactions between G4 nucleic acids and RGG motif peptides2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuki KOHATA, Yumi AKAMATSU, Hisae TATEISHI-KARIMATA, Keiko KAWAUCHI, Naoki SUGIMOTO, Daisuke MIYOSHI
    • 学会等名
      The 7th International Meeting on Quadruplex Nucleic Acids
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecularly-targeted photodynamic therapy (mtPDT) for a cancer-related RAS mRNA G-quadruplex by an anionic phthalocyanine with zinc ion2019

    • 著者名/発表者名
      K. Kawauchi, W. Sugimoto, K. Itoh, T. Tsuruoka, K. Akamatsu, H. Tateishi-K., N. Sugimoto, D. Miyoshi
    • 学会等名
      19th International Conference on Biological Inorganic Chemistry (ICBIC-19)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 核酸四重らせん構造リガンドを用いた分子標的型光線力学療法2019

    • 著者名/発表者名
      三好 大輔
    • 学会等名
      構造活性相関フォーラム2019(日本薬学会構造活性相関部会)
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子クラウディング環境における核酸構造と相分離現象2019

    • 著者名/発表者名
      三好大輔
    • 学会等名
      第2回LLPS研究会
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ウェブサイト

    • URL

      http://www.pi.konan-u.ac.jp/miyoshi/

  • [備考] 研究者情報ウェブサイト

    • URL

      https://researchers.adm.konan-u.ac.jp/html/91_ja.html

  • [備考] Sci City (研究成果が紹介された)

    • URL

      https://sci.city/centralView/link/256,29,819,178,359,286/0/4852020

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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