19F NMR分子技術の開発によるヒト細胞内DNA及びRNA高次構造の解明

通过19F NMR分子技术的发展阐明人体细胞中DNA和RNA的高阶结构

• 批准号: 21H02081
• 负责人: 徐 岩
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02081/
• 关键词: 分子プローブ; 19F-NMR; DNA・RNA高次構造

ヒト細胞内のDNA及びRNA高次構造は重要な生物学的役割を果たし、いくつかの疾患と重要な関係があることが報告されている。ヒト細胞内のDNA及びRNA高次構造を調べることは、それら高次構造の生物学的機能の理解と疾患治療薬の開発に役立つ。しかし、現在、最も有力な構造生物学的手法（X線結晶構造解析法など）は、生きた細胞に適用できないために、現状では、細胞内での高次構造を直接解析する有効な手段は少ない。このような背景を踏まえて、我々は“フッ素科学”を応用することで、In-Cell 19F-NMRにより上述の問題点を一挙に解決する。申請研究計画では、フッ素を含む19F-NMRセンサーを創製し、DNA及びRNA配列に導入して、In-Cell 19F-NMRによりヒト細胞中におけるDNA及びRNA高次構造を解析する。またこれらの高次構造とタンパク質の相互作用を解明する。この方法により、細胞内のDNA及びRNA高次構造の重要な生物学的役割をIn Cellで解明するための研究基盤を構築する。2022年度はIn-Cell 19F-NMRを駆使して、細胞内テロメア四重鎖DNA及びRNA構造を解析し、Z型DNA及びRNAの検出を行なった。細胞内の四重鎖構造について、研究成果を3篇の論文および2編の図書として発表し、また国際学会で3件の発表を行なった。

人类细胞中的DNA和RNA结构起着重要的生物学作用，据报道在几种疾病中很重要。检查人类细胞内的DNA和RNA结构可以帮助您了解这些结构的生物学功能并发展疾病治疗剂。但是，目前最强大的结构生物学方法（例如X射线晶体学分析）对活细胞不适用，因此目前几乎没有直接分析细胞内高阶结构的有效方法。考虑到这种背景，我们可以通过应用“氟科学”来一次解决所有上述问题。提出的研究项目涉及创建一个含有氟的19F-NMR传感器，将其引入DNA和RNA序列，并通过细胞内19F-NMR分析人类细胞中的高阶DNA和RNA结构。我们还将阐明这些高阶结构和蛋白质之间的相互作用。该方法将建立一个研究基础，以阐明细胞内DNA和RNA结构在细胞中的重要生物学作用。在2022年，使用细胞内19F-NMR分析了细胞内端粒四链体DNA和RNA结构，并检测到Z型DNA和RNA。三篇论文和两本书中介绍了细胞内四链体结构的研究结果，并在国际会议上进行了三个演讲。

项目成果

In Cell 19F NMR for G-quadruplex. In: Sugimoto, N. (eds) Handbook of Chemical Biology of Nucleic Acids.

在 Cell 19F NMR 中检测 G-四链体。

• 发表时间: 2023
• 作者: 篠崎一世;藤本健造;Yan Xu
• 通讯作者: Yan Xu

Oligonucleotide Containing 8-Trifluoromethyl-2′-Deoxyguanosine as a Z-DNA Probe. In: Kim, K.K., Subramani, V.K. (eds) Z-DNA.

含有 8-三氟甲基-2-脱氧鸟苷的寡核苷酸作为 Z-DNA 探针：Kim, K.K., Subramani, V.K.（编辑）Z-DNA。

• 发表时间: 2023
• 作者: Takuma Owaki ;Shingo Kasamatsu ;Hideshi Ihara;Hong-Liang Bao and Yan Xu
• 通讯作者: Hong-Liang Bao and Yan Xu

RNA二重鎖から形成される新規RNA G-quadruplex：COVID-19 mRNAの二量体化への影響

由 RNA 双链体形成的新型 RNA G-四链体：对 COVID-19 mRNA 二聚化的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 徐岩;宋藝;王詩宇
• 通讯作者: 王詩宇

Dimerization of COVID-19 mRNA formed by an unusual topological RNA G-quadruplex

由不寻常的拓扑 RNA G 四链体形成的 COVID-19 mRNA 二聚化

• 发表时间: 2021
• 作者: Yi Song;Shiyu Wang;Yan Xu
• 通讯作者: Yan Xu

ADAR1 masks the cancer immunotherapeutic potential of ZBP1-driven necroptosis

ADAR1 掩盖了 ZBP1 驱动的坏死性凋亡的癌症免疫治疗潜力

• 发表时间: 2022
• 期刊: Nature
• 影响因子: 64.8
• 作者: Ting Zhang;Chaoran Yin;Aleksandr Fedorov;Liangjun Qiao;Hongliang Bao;Nazar Beknazarov;Shiyu Wang;Avishekh Gautam;Suraj Peri;Vasily Studitsky;Carl Walkley;Yan Xu;Maria Poptsova;Alan Herbert;Riley Williams;Jeremy Crawford;Amer Beg;Paul Thom
• 通讯作者: Paul Thom