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2015 年度 実績報告書

環境に応じて酵素活性・アプター活性がスイッチングする自律的な機能性核酸の創製

研究課題

研究課題/領域番号 26650014
研究機関京都大学

研究代表者

片平 正人  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70211844)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードRNAアプタマー / Tatタンパク質 / In cell NMR / 立体構造 / カリウムイオン
研究実績の概要

我々はHIVのTatタンパク質を高い親和性で捕捉するRNAアプタマーを見出し、その構造機能相関に関する研究を行ってきた。構造解析の結果、このRNAは二つのサブユニットに分割できる事が分かった。そこで今回、GGAGGAGGAGGAという配列からなるRNA(以下R12)の両端に、この二つのサブユニットを連結した分子を創製した。低いカリウムイオン濃度においては、R12は伸びた構造をとる為、RNAアプタマーの二つのサブユニットは離れ離れとなり、Tat捕捉活性は発揮されなかった。一方生理的なカリウムイオン濃度においては、R12は4重鎖構造を形成してコンパクトになり、この結果RNAアプタマーの二つのサブユニットは近接して活性構造が再構築され、Tat捕捉活性を発揮するようになる事が確認できた。即ちアプタマー活性が、カリウムイオンによってオフからオンにスイッチングされる分子を創製する事に成功した。
上記のシステムの細胞への将来の応用を考え、核酸をヒト細胞に導入し、核酸由来のNMRシグナルを直接観測する事を試みた。その結果、ヒト細胞中の核酸のシグナルを観測する事に今回世界で初めて成功した。得られたNMRシグナルを解析した結果、核酸の種類によっては、細胞中と試験管中とで異なる構造を形成する事が示唆された。また細胞内環境を模すのにPEGがよく用いられるが、NMRシグナルの解析から、PEGを加えただけでは、細胞内の環境を十分には再現できない事も分かった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] K+-responsive off-to-on switching of hammerhead ribozyme through dual G-quadruplex formation requiring no heating and cooling treatment2015

    • 著者名/発表者名
      Yamaoki, Y., Nagata, T., Mashima, T. and Katahira, M.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 468 ページ: 27-31

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.10.173

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of intelligent ribozyme/aptamer that sense K+ and switch on their activities2015

    • 著者名/発表者名
      片平正人
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [学会発表] Real-time monitoring of enzymatic reaction and switching of ribozyme/aptamer activities through sensing of K+2015

    • 著者名/発表者名
      Katahira, M.
    • 学会等名
      The 6th Asia-Pacific NMR Symposium
    • 発表場所
      Hong Kong Univ. Sci. Tech.(中国・香港)
    • 年月日
      2015-08-13 – 2015-08-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 片平研究室

    • URL

      http://www.iae.kyoto-u.ac.jp/bio/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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