細胞核内環境を再現するヒストン模倣ナノ粒子の作製とそれによる転写活性の制御

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19750149
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 三好 大輔 甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (50388758)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: ヒストン / 転写 / 核酸 / 分子クラウディング / ナノ粒子 / ワトソン‐クリック塩基対 / フーグスティーン塩基対 / クロマチン

研究概要

核酸の構造と熱力学的安定性に関して細胞核内を模倣した分子クラウディング条件下で検討した結果、分子クラウディングによって核酸の標準構造(二重らせん構造)が不安定化し、核酸の非標準構造は安定化した。さらに、細胞核内に存在するヒストンの核酸結合部位を化学的に合成し、核酸構造の安定性に及ぼす効果を検討したところ、ヒストン模倣ペプチドによって、核酸の非標準高次構造のみが安定化することが示された。また、これらの知見を用いることで、テロメラーゼなどの酵素機能も制御できた。

研究成果

• [雑誌論文] Hydration of Watson-Crick base pairs and dehydration of Hoogsteen base pairs inducing structural polymorphism under molecular crowding conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi, K. Nakamura, H. Tateishi-Karimata, T. Ohmichi, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 131 ページ: 3522-3531
  • 査読あり
• [雑誌論文] An approach to peptide-based ATP receptors by a combination of random selection, rational design, and molecular imprinting (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Matsui, J. Nagano, D. Miyoshi, K. Tamaki, N. Sugimoto
  • 雑誌名: Biosens. Bioelectron (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子メタモルフォーゼ-環境に応答するDNA (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 雑誌名: 生命化学研究レター 29 ページ: 9-14
• [雑誌論文] Thermodynamics of DNA structures under molecular crowding conditions with neutral and positive charged cosolutes (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi, K. Nakamura, S. Muhuri, H. T. Karimata, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp. Ser 52 ページ: 413-414
• [雑誌論文] Telomerase activity regulated by thermodynamic stability of DNA?RNA hybrid (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yu, D. Zhang, X. Gu, D. Miyoshi, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed 47 ページ: 9034-9038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular crowding effects on structure and stability of DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Biochimie 90 ページ: 1040-1051
• [雑誌論文] Cationic porphyrin induced a telomeric DNA to G-quadruplex form in water (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Murashima, D. Sakiyama, D. Miyoshi, M. Kuriyama, T. Yamada, T. Miyazawa, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Bioinorg. Chem. Appl 294756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Riboswitches for enhancing target gene expression in eukaryotes (2008)
  • 著者名/発表者名: 6 T. Yamauchi, D. Miyoshi, T. Kubodera, M. Ban, A. Nishimura, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: ChemBioChem 9 ページ: 1040-1043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small-molecule-directed assembly of DNA : a gold-nanoparticle-based strategy for screening of a DNA duplex binders (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Song, C. Chen, X. Qu, D. Miyoshi, J. Ren, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Adv. Mater 20 ページ: 706-710
  • 査読あり
• [雑誌論文] 外部刺激に応答する機能性核酸-核酸ならではの機能を活用したナノバイオマテリアルの設計- (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・杉本直己
  • 雑誌名: 化学工業(化学工業社) 59(11) ページ: 21-27
• [雑誌論文] Synthesis, structure and thermal stability of fully hydrophobic porphyrin-DNA conjugates (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Murashima, K. Hayata, Y. Saiki, J. Matsui, D. Miyoshi, T., Yamada, T. Miyazawa, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett 48 ページ: 8514-8517
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of cosolutes on the thermodynamic stability of parallel DNA duplex and triplex (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, H. Karimata, T. Ohmichi, D. Miyoshi, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp. Ser 51 ページ: 167-168
• [雑誌論文] Conformational switch of a functional nanowire based on the DNA G-quadruplex (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Karimata, D. Miyoshi, T. Fujimoto, K. Koumoto, Z.-M. Wang, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symp. Ser 51 ページ: 251-252
• [雑誌論文] Hydration regulates thermodynamic stability of DNA structures under molecular crowding, conditions Nucleosides (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi, H. Karimata, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Nucleotides and Nucleic Acids 26 ページ: 589-595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of DNA nucleases by molecular crowding (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sasaki, D. Miyoshi, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 35 ページ: 4086-4093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Artificial G-wire Switch with 2,2'-Bipyridine Units Responsive to Divalent Metal Ions (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi, H. Karimata, Z.-M. Wang, K. Koumoto, N. Sugimoto
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 129 ページ: 5919-5925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Imprinting Under Molecular Crowding Conditions : an Aid to the synthesis of a High-capacity Polymeric Sorbent for Triazine Herbicides (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Matsui, S. Goji, T. Murashima, D. Miyoshi, S. Komai, A. Shigeyasu, T. Kushida, T. Miyazawa, T. Yamada, K. Tamaki, and N. Sugimoto
  • 雑誌名: Anal. Chem 79 ページ: 1749-1757
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNA四重らせん構造を細胞内環境因子で制御する (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 雑誌名: 生体機能関連化学部会News Letter 22(3) ページ: 14-17
• [雑誌論文] DNAデザイン-機能性分子開発への道しるべ- (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉本直己・三好大輔
  • 雑誌名: 化学 62(9) ページ: 28-32
• [雑誌論文] DNAを用いたバイオ計測-センシング核酸の開発と新展開 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・杉本直己
  • 雑誌名: 未来材料 7(6) ページ: 10-18
• [学会発表] NanoBioNow(23)紫外線照射サケ白子DNAの紫外線吸収スペクトル (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐々木義晴・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] NanoBioNow(21)DNAの構造安定性に及ぼすヒストン模倣ペプチドの効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・中村かおり・Muhuri Sanjukta・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] NanoBioNow(20)DNA四重鎖構造の熱力学的安定性に及ぼすループ領域の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤本健史・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] NanoBioNow(19)テロメアDNAの構造安定性とテロメラーゼ活性の相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三村健太・Yu Hai-Quing・Zhang Dong-Hao・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] NanoBioNow(17)麹菌由来リボスイッチの機能改変 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山内隆寛・三好大輔・徳井美里・神谷久弥・松永將義・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第89回春季年会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20090300
• [学会発表] Non-canonical DNA structures for dynamic nanodevices (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi
  • 学会等名: FIBER International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Artificial DNA forming metal-responding nanowire, RSC Conference; Chemistry in the New World of Bioengineering and Synthetic Biology (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi, H. T. Karimata, Z.-M. Wang, K. Koumoto, N. Sugimoto
  • 学会等名: Oxford
  • 発表場所: 英国
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 核酸の構造安定性に及ぼす分子クラウディングとヒストン模倣ペプチドの影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・中村かおり・Muhuri Sanjukta・狩俣寿枝・杉本直己
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] DNA四重鎖の構造形成におけるカチオンと水分子の役割 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤本健史・三好大輔・三村健太・狩俣寿枝・杉本直己
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] 分子クラウディング環境下におけるテロメラーゼ活性の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhang Dong・Hao・Yu Hai-Qing・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 第3回バイオ関連化学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Thermodynamics of DNA structures under molecular crowding conditions with neutral and positive charged cosolutes, Joint Symposium of the 18th International Roundtable on Nucleosides (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi, K. Nakamura, S. Muhuri, H. T. Karimata, N. Sugimoto
  • 学会等名: nucleotides and Nucleic Acids and the 35th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] DNA nanostructures that respond to chemical stimuli (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・狩俣寿枝・Z.-M. Wang・甲元一也・杉本直己
  • 学会等名: ICOMC2008
  • 発表場所: フランス
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] 核酸の高次構造変化を利用した機能性ナノバイオマテリアルの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・Hai-Qing Yu・狩俣寿枝・杉本直己
  • 学会等名: ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Polymorphic nature of structure and stability of telomere DNAs depending on cellular surrounding factors (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: 九州大学グローバルCOE プログラム第1回国際ワークショップ
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] 分子クラウディング状態における長鎖テロメアDNAの構造と安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・Hai-Qing Yu・Dong-Hao Zhang・杉本直己
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー研究会第3回年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080500
• [学会発表] Development of Functional Molecules Based on Nucleic Acids (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi・S. Nakano・H. Karimata・M. Inoue・K.Nakamura・H. Oka・Z.-M. Wang・ K.Koumoto・N. Sugimoto
  • 学会等名: 2008 Medical Chemistry and Developmental Therapeutics Symposium, Tucson
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 20080400
• [学会発表] 化学的刺激に応答する機能性核酸マテリアルの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow(10)周辺の分子環境に応答するDNAナノスイッチの構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 狩俣寿枝・三好大輔・藤本健史・甲元一也・Zhong-Ming, Wang・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow (9) The structure of G-quadruplex for 5'-UTR mRNA of bcl-2 under molecular crowing condition (2008)
  • 著者名/発表者名: 張東浩・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88 回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow(7)カチオン性ポルフィリンによるDNA四重鎖の構造制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村嶋貴之・三好大輔・松井淳・宮澤敏文・山田隆己・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow(6)ポルフィリン修飾核酸を含むDNA二重鎖の構造と安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐伯裕美・村嶋貴之・松井淳・三好大輔・宮澤敏文・山田 隆己・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow(5)DNA二重鎖による機能性DNA四重鎖の配向化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・K. Dutta・S. Muhuri・井上真美子・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow(4)DNA四重鎖の熱力学的安定性に及ぼすカルテットとループの安定性の寄与 (2008)
  • 著者名/発表者名: 藤本健史・狩俣寿枝・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] NanoBioNow(3)共存溶質の分子クラウディングによるフーグスティーン塩基対からなるDNA構造の安定化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村かおり・狩俣寿枝・三好大輔・大道達雄・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会第88回春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20080300
• [学会発表] Conformational switch of a functional nanowire based on the DNA G-quadruplex (2007)
  • 著者名/発表者名: 狩俣寿枝・三好大輔・藤本健史・甲元一也・ Z.-M. Wang・杉本直己
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Effects of cosolutes on the thermodynamic stability of parallel DNA duplex and triplex (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村かおり・狩俣寿枝・大道達夫・三好大輔・杉本直己
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Development of functional nanobiodevices with DNAs (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi・S. Nakano・H. Karimata・ M. Inoue・K. Nakamura・Y. Uotani・H. Oka・Z.-M. Wang・K. Koumoto・N. Sugimoto
  • 学会等名: 2nd European Conference on Chemistry for Life Sciences
  • 発表場所: ポーランド
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 擬似細胞環境下における長鎖テロメア核酸の構造と熱力学的安定性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・Hai-Qing Yu・狩俣寿枝・杉本直
  • 学会等名: 日本化学会生体関連化学部会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] 化学入力に応答するユニバーサルDNA論理素子の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・井上真美子・杉本直己
  • 学会等名: 日本化学会バイオテクノロジー部会シンポジウム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] TELOMERE DNA-BASED LOGIC GATES (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・井上真美子・杉本直己
  • 学会等名: The 2nd International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] Design and Development of Functional Molecules Based on Nucleic Acids, (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi・S. Nakano・H. Karimata・ M. Inoue・K. Nakamura・Y. Uotani・ H. Oka・Z.-M. Wang・K. Koumoto・N. Sugimoto
  • 学会等名: Gordon Research Conference (Nucleosides, Nucleotides & Oligonucleotides)
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] 細胞内環境因子に応答するユニバーサルDNAロジックゲートの構築 (2007)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・井上真美子・杉本直己
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー研究会第2回年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070500
• [学会発表] Development of Functional DNAs Based on G-Quadruplexes (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Miyoshi・H.Q. Yu・H. Karimata・N. Sugimoto
  • 学会等名: First International Meeting of Quadruplex DNA
  • 発表場所: 米国
  • 年月日: 20070400
• [図書] 核酸医薬の分子設計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三好大輔・杉本直己
  • 総ページ数: 1-11
  • 出版者: 核酸医薬の最前線
• [備考]
  • URL: http://www.konan-first.jp/graduate/ti_204_a.html