• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

遺伝子複製速度を制御するDNA高次構造と化学環境の効果

研究課題

研究課題/領域番号 26410188
研究機関甲南大学

研究代表者

高橋 俊太郎  甲南大学, 先端生命工学研究所, 講師 (40456257)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードDNA / 複製 / グアニン四重鎖 / 分子クラウディング / i-motif
研究実績の概要

平成28年度はまず鋳型核酸の安定性と複製速度の相関性の定量解析を行った。核酸構造のトポロジー毎に安定性(-ΔG)の異なる配列を用意し、複製反応速度定数(k)を解析したところ、-ΔGとlnkが直線関係にあることが見出された。この直線の傾きはトポロジーの違いを反映していた。最も傾きが負に大きいものがi-motif構造を形成する鋳型核酸の複製であり、i-motif構造が他の核酸構造より複製を抑制する効果が大きいことが定量的に解析できた。続いて、分子環境の影響を解析するために20 wt%ポリエチレングリコール1000(平均分子量1000)存在下で測定を行ったところ、構造の安定性が向上し複製速度はさらに低下した。興味深いことに、ヒトテロメアG四重鎖の鋳型核酸がポリエチレングリコールの影響でMixed型からParallel型へと構造変化し、それによりトポロジー依存的な複製速度が変化し、構造安定性と複製速度の相関がi-motifに近い値を取るようになった。本研究で得られた結果は、細胞内環境に応じて生じるトポロジー依存的な遺伝子発現の可能性を示唆する。
複製速度が構造安定性とトポロジーに依存するという以上の知見から、トポロジーの違いによる四重鎖の解消ダイナミクスが複製反応の速度を調節し、特定の四重鎖の特異的な遺伝子の複製制御が起こっている可能性がある。構造ダイナミクス(揺らぎの大きさ)の影響を調べるために、高圧力を利用したDNA構造安定性解析を行ったところ、G四重鎖の形成に伴うダイナミクスがそのトポロジーと溶液環境によって変化する事を見出し、論文発表した(S. Takahashi et al., Mol. Enz. Drug Targ., 2, 3 (2016), S. Takahashi et al., J. Inorg. Biochem., 166, 199-207 (2017).)。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Calcutta(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      University of Calcutta
  • [国際共同研究] Slovenian NMR Centre(スロベニア)

    • 国名
      スロベニア
    • 外国機関名
      Slovenian NMR Centre
  • [雑誌論文] Volumetric analysis of formation of the complex of G-quadruplex DNA with hemin using high pressure2017

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi, S. Bhowmik and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Inorganic Biochemistry

      巻: 166 ページ: 199-207

    • DOI

      10.1016/j.jinorgbio.2016.08.011

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pressure effect on the folding of G-quadruplex DNA modified with hexaethylene glycol2016

    • 著者名/発表者名
      S. Takahashi and N. Sugimoto
    • 雑誌名

      Molecular Enzymology and Drug Targets

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.21767/2572-5475.10013

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Nucleic Acids Chemistry beyond the Watson-Crick Double Helix (29) : Analysis of structural dynamics of RNA aptamer using high pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takahashi, Tamaki Endoh, Ambadas B. Rode, Naoki Sugimoto
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会(2017)
    • 発表場所
      慶応義塾大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] RNAポリメラーゼリボザイム活性のP-T依存性2016

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎,大倉裕道,杉本直己
    • 学会等名
      第57回高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学大学会館(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] Effect of cyclic naphthalene diimide on the topology dependent replication reaction2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takahashi, Hiromichi Okura, Shinobu Sato, Shigeori Takenaka, Naoki Sugimoto
    • 学会等名
      第43回国際核酸化学シンポジウム(ISNAC2016)
    • 発表場所
      熊本大学 工学部百周年記念館(熊本県・熊本市)
    • 年月日
      2016-09-27 – 2016-09-29
    • 国際学会
  • [学会発表] がん関連遺伝子のグアニン四重鎖構造に対する酸化損傷の影響2016

    • 著者名/発表者名
      高橋俊太郎, Podbevsek Peter, 藤井大雅, Plavec Janez, 杉本直己
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      石川県立音楽堂(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] Pressure control of the formation of G-quadruplex and i-motif DNA2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Takahashi, Naoki Sugimoto
    • 学会等名
      ANNA 2016 (Advances in Noncanonical Nucleic Acids)
    • 発表場所
      Ljubljana, Slovenija
    • 年月日
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 甲南大学先端生命工学研究所ホームページ

    • URL

      http://www.konan-fiber.jp/index.php

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi