2023 年度研究成果報告書

細胞内環境で変化する非二重らせん構造の定量的機能解析と遺伝子発現制御

研究課題

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研究課題/領域番号	18KK0164
研究種目	国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
配分区分	基金
審査区分	中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関	甲南大学
研究代表者	杉本直己甲南大学, 先端生命工学研究所, 教授 (60206430)
研究分担者	TENG Ye 甲南大学, 先端生命工学研究所, 博士研究員 (00830621) 建石寿枝甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (20593495) 高橋俊太郎甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (40456257) 遠藤玉樹甲南大学, 先端生命工学研究所, 准教授 (90550236) GHOSH SAPTARSHI 甲南大学, 先端生命工学研究所, 特任研究助教 (40840781) 松本咲甲南大学, 先端生命工学研究所, 特任教員(助教) (50850822)
研究期間 (年度)	2018-10-09 – 2024-03-31
キーワード	非標準核酸構造 / 熱力学 / 結晶構造解析 / NMR / 植物
研究成果の概要	本研究では細胞内で変化する非二重らせん構造の定量的解析と制御を目的とした。研究の結果、様々な細胞内局所環境で二重鎖構造の安定性予測や（PNAS, 117, 14194 (2020)）、シュードノット構造などの非標準核酸構造の安定性予測に成功した（Chem. Commun., 58, 5952 (2022)）。これらの研究を基に、四重鎖構造を安定化するリガンド開発（J. Am. Chem. Soc., 144, 5956（2022））や植物（イネ）の生育を制御する核酸構造の発見（Sci. Adv., 8, eadc9785 (2022））など海外共同研究を通じて成果をあげた。
自由記述の分野	生命化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	癌や神経変性疾患、生活習慣病などの疾患は、塩基配列の変化を伴わない細胞状態の変化に基づいて発症する。本研究による成果から、細胞環境に応じた非標準核酸構造の機能変化を人為的に制御できれば、細胞内で正しく機能する薬剤分子の開発ができ、医薬分野への応用が期待される。また、農業分野においても、倫理的な面で課題のある遺伝子組換え技術に代わる、革新的な農作物の改良技術への研究展開も期待できる。つまり、本研究の成果は医療産業・農業などの社会的希求が高い分野への応用展開が可能であると考えられる。