2013 Fiscal Year Annual Research Report
亜鉛フィンガー蛋白質の揺らぎによる特異的ＤＮＡ認識とスマート転写因子への展開
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24390012
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| Research Institution | Doshisha Women's College of Liberal Arts |
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Principal Investigator |
杉浦 幸雄 同志社女子大学, 薬学部, 教授 (40025698)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根木 滋 同志社女子大学, 薬学部, 助教 (50378866)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 分子認識 / 蛋白質 / 遺伝子 / バイオテクノロジー |
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| Research Abstract |
亜鉛フィンガー蛋白質によるDNA認識は、いわゆる“鍵と鍵穴”モデルのような厳密な相互作用ではなく、周りの環境に応じて変化する柔軟な相互作用、すなわち蛋白質の揺らぎによるDNA認識が重要であるということを実証することを目指した研究である。先ず、マルチ亜鉛フィンガードメインは“３塩基認識/１フィンガー”のモジュール構造と考えられていたが。各フィンガーは必ずしも等価ではないことを、改変型マルチ亜鉛フィンガー蛋白質を用いた選択的DNA塩基認識実験および各亜鉛フィンガードメインの酸化実験の結果から強く示すことができた。マルチ亜鉛フィンガードメインによるDNA塩基認識は決して等価ではなく、それぞれに個性があり、揺らぎによる柔軟な相互作用を推察させる結果であった。DNA認識配列の寛容さや非最適塩基配列への結合実験からも各亜鉛フィンガードメインの個性や位置が重要な因子になっていることからも亜鉛フィンガータンパク質の揺らぎによるDNA認識が推測された。さらに、細胞内における揺らぎによる相互作用の重要性を検証するため、亜鉛フィンガードメインの連結数を段階的に変化させた人工亜鉛フィンガー蛋白質を遺伝子工学的に作製し、細胞内での見かけの拡散速度や速度論的因子を追求した結果、亜鉛フィンガードメイン周辺の環境の違いに依存した“揺らぎ”が蛋白質―DNA相互作用に強くかかわっていることが推測された。また、細胞核内とサイトゾルとにおいて、亜鉛フィンガー蛋白質によるDNA結合に明確な差異が観察された。
このように亜鉛フィンガードメインとDNAとの結合における相互作用の揺らぎが、塩基配列特異的なDNA認識に重大に関与していることがうかがわれた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
亜鉛フィンガー連結体を用いたDNA結合の塩基配列選択性や亜鉛フィンガーの個性・位置とDNA複合体の揺らぎの相関性については、興味深い結果が得られたが、蛍光蛋白質との融合蛋白質の細胞内での挙動(速度論的因子など)については追跡中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
亜鉛フィンガー蛋白質自身の細胞内透過性を利用して、亜鉛フィンガー蛋白質と標的DNAとの相互の運動性を解析し、また亜鉛フィンガー周辺の環境の違いに依存した揺らぎについても検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
来年度に予定している細胞内実験には、高額な新規な物品費が考えられる為。
予算の一部を繰り越して、来年度の研究費と合わせて使用する計画である。
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