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2011 年度 実績報告書

ペプチドとの複合化とRNAモチーフの創成によるモチーフ集積型RNA酵素の機能創発

公募研究

研究領域分子ナノシステムの創発化学
研究課題/領域番号 23111717
研究機関九州大学

研究代表者

井川 善也  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70281087)

キーワードリボザイム / RNA / バイオモチーフ / RNA結合ペプチド / RNAレセプター
研究概要

RNAは生体内で最も多機能な高分子であり、タンパク質との複合化により、その機能と構造はさらに高度化する。本課題では、H21-22年度の本領域での成果を基盤に、リボソーム(2009年ノーベル化学賞受賞)に代表されるRNA-蛋白質複合体(RNP)の機能構造の構築原理とその進化の実証的解明を目指す。「RNA酵素(リボザイム)」を素材とし、ペプチド・モチーフとの複合化による機能向上、および新規RNAバイオモチーフの進化的創製を行う。具体的な2課題として、課題[1]ペプチド因子の組み込みによるモジュール集積型リボザイムの高機能化、課題[2]モジュール集積型リボザイムを用いた新規RNAバイオモチーフの進化工学による創成、を並行して実施した。
H23年度は、課題[1]について、計画に従い、コンピュータモデリングによる分子設計と、ペプチド因子の化学合成、リボザイムRNAの合成を行い、リボザイムのターンオーバー活性に対するペプチド因子の添加効果を検討した。その結果、ターンオーバーの促進効果は見られたが、その効果は予想よりかなり低く、分子設計通りの機構による効果か、非特異的な効果か、の判別が困難であった。
課題[2]について、GAACループを認識する新規RNAバイオモチーフの創製を完了し、その機能解析を進めた。その結果、新規バイオモチーフは、既存のGNRA型ループとそのレセプターモチーフに匹敵する分子認識能力(結合の強さと選択性の高さ)で、相互作用を行う事を見いだした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

H23年度の実験に関しては、当初の予想通りのペースで遂行できたため。

今後の研究の推進方策

[課題1]については、ペプチド因子の添加効果が計画で予想(期待)した能力よりかなり劣っているため、分子デザインの不備を含めて、その原因の検討が必要であると思われる、従って当初の予定にない検討項目が2年目に加わるため、進度がやや遅れる可能性がある、[課題2]については、当初予定通り遂行する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Functional roles of a tetraloop/receptor interacting module in a cyclic-di-GMP riboswitch2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujita, T.Tanaka, H.Furuta, Y.Ikawa
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 113 ページ: 141-145

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2011.10.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Trans-acting RNAs as molecular probes for monitoring time-dependent structural change of an RNA complex adapting two structures2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Maeda, H.Furuta, Y.Ikawa
    • 雑誌名

      J.Biosci.Bioeng.

      巻: 111 ページ: 370-376

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2010.11.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turnover ability of a designed RNA acting as a template for chemical peptide ligation2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yamashita, N.Kashiwagi, H.Furuta, Y.Ikawa
    • 雑誌名

      Biosci.Biotech.Biochem.

      巻: 75 ページ: 2012-2014

    • DOI

      10.1271/bbb.110255

    • 査読あり
  • [学会発表] Modular Engineering of a RNA molecular switch controlled by c-diGMP2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Ikawa
    • 学会等名
      RNAアジア会議(RNA Asia Studies)
    • 発表場所
      台北(台湾)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-12
  • [学会発表] 人工RNA創製における二刀流のススメ:分子デザインと進化工学2011

    • 著者名/発表者名
      井川善也
    • 学会等名
      生体機能関連化学部会若手の会第23回サマースクール
    • 発表場所
      広島(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-22
  • [学会発表] Functional roles of a conserved GAAA/receptor interaction in a cyclic di-GMP riboswitch2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshiya Ikawa, et al
    • 学会等名
      RNA 2011
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2011-06-15

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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