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ペプチド構造化によるRNA自己複製システムの構築

通过肽结构构建RNA自我复制系统

基本信息

批准号：
20K14599
负责人：
李佩瑩
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現代の生命では，核酸やタンパク質などの複数の分子種の協調によって精妙な遺伝子発現機構を構築されている．しかし，初期生命が如何に誕生し，そのような複雑な系に進化してきたのかという生命の本質的な問いにはまだ答えが得られていない．現存生命においてRNAが遺伝情報の保存と同時に触媒機能を担いうることから，RNAから進化が開始したという「RNAワールド仮説」が立てられた．しかし，その後，RNA自身の進化・タンパク質との共進化がどのように進んできたのかについてはまだ分かっていない．そこで本研究では，RNA酵素（リボザイム）をモデル分子として用い，それに単純なペプチドを加えることにより，複数分子種が存在する環境下でRNA自己複製システムの構築を目指し，初期生命におけるRNA・ペプチド共進化の進行を理解する．そのために，自己集合ペプチドの構造体形成を行うことにより，リボザイムの活性向上・区画化を試みる．本年度は，正電荷部位と疎水性配列を持つ自己集合ペプチドの更なる設計を行った．それにより，高塩濃度だけではなく低塩濃度下でもペプチドの自己集合より形成された構造体の表面でRNAポリメラーゼリボザイム（RPR，リボザイムの一種）を濃縮・活性化することに成功し，様々な塩濃度環境に適応させることができた．さらに，RPR自己複製に向けて，自己集合ペプチドと共に（合成された産物をテンプレートから剥がれ出し合成反応を繰り返すための）加熱プロセスを行うことを試みた．ペプチドの自己集合により，加熱されたRPRの活性を保つことに成功した．その様なペプチドはリボザイムとの絡まりを抑制する効果を持つため，加熱過程においても変性したリボザイムの折りたたみ過程を阻害しない可能性が考えられる．自己集合ペプチドはRNAの区画化・活性化機能を持つ同時に，さらにRNAの自己複製をサポートすることができることで，RNA生命進化を有利な方向に導く可能性を示された．

In the early stages of life, nucleic acid analysis, molecular coordination, molecular coordination, In order to improve the quality of your life, please do not respond to this question. You need to save your life. When you save your RNA, you will be able to save your life. At the same time, the catalyst will be able to monitor your health, and RNA will start to improve your performance. In this study, we use RNA enzyme (RNA enzyme), RNA enzyme (enzyme), enzyme (enzyme), enzyme, enzyme, In the early stage of life, the RNA system is in the process of understanding the situation. We assemble the system to form the system, and the activity of the device is to be painted upward. This year, the water-based equipment of the positive load position is designed to support its own collection of equipment. This year, it is necessary to design the design of the system. In high temperature and low temperature, the temperature is very high and the temperature is low. The temperature is very high and the temperature is low. The temperature is very high. Under the condition of high temperature and low temperature, the equipment is assembled by itself to form a structure. The surface of the system, which is called RPR, is active because it is successful, the environment is sensitive, the environment is sensitive, and the RPR is copied to it by itself. You can make your own collection. You can use your own RPR to make sure that you are successful. Please do not know how to prevent your success. During the process, the possibility of blocking the RNA was studied. The possibility of activating the RNA area was analyzed, and the RNA was copied by itself. The possibility of improving the life cycle was demonstrated in the favorable direction.