SARS-CoV2のタンパク質Nによる液滴とRNAタンパク質複合体の形成機構

SARS-CoV2蛋白N形成液滴和RNA-蛋白复合物的机制

• 批准号: 21H02438
• 负责人: 高橋 聡
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tohoku University
• 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-21H02438/
• 关键词: 一分子蛍光分光法; 新型コロナウイルス; ヌクレオカプシドタンパク質; SARS-CoV2; Nタンパク質; 蛍光相関分光法; SARS-Cov2; ヌクレオカプシッドタンパク質N; 蛍光顕微鏡観察; ヌクレオカプシッドタンパク質

新型コロナウイルスは約3万塩基もの長さを持つRNAをウイルス内にコンパクトにパッキングし、遺伝情報として維持している。ウイルスにおいて、本来不安定なRNAを安定化しコンパクトに収縮させる役割を持つと考えられるのが、Nタンパク質である。今年度も、Nタンパク質と短いRNAが形成する複合体の構造を、一分子蛍光分光法と蛍光相関分光法を用いて調べる研究を継続した。用いた試料は、一本鎖構造を持ち、長さが20塩基、30塩基、40塩基のポリアデニル酸と、ステムループ構造を作る複数のRNA配列である。これらの試料の5'および3'末端を蛍光色素でラベル化し、Nタンパク質を滴定し、試料に引き起こされた構造変化を一分子蛍光分光法により観察した。その結果、これらの試料は、RNAが二次構造を持つかどうかに関わらず、Nタンパク質がRNAに対して高い親和性を持ち、不均一な構造を形成することを見出した。ステムループ構造を作る試料の場合、ステムループがある程度引き伸ばされた構造が形成された。これらの結果は、Nタンパク質がRNAと結合することで非特異的な構造変化を引き起こすことを示している。同じ試料を蛍光色素一つでラベル化し、蛍光相関分光法を用いて解析した結果も、RNAとNの高い親和性を示した。数百ベースを超える長鎖RNAをin vitro転写により合成する方法を確立し、さらに、合成した長鎖RNAに蛍光色素をラベル化する方法を開発した。この試料を用いて、RNAのコンパクト化を調べることを可能とした。

The new type of virus is about 30,000 times longer than the original virus. It is difficult to stabilize the already unstable RNA and shrink it for six months. This year, the structure of the complex, the molecular fluorescence spectroscopy and the fluorescence correlation spectroscopy were studied. The RNA sequences were determined by using a 20-mer, 30-mer, 40-mer, or 30-mer structure. The 5'and 3' ends of the sample were examined by molecular spectrophotometry for the determination of the structure of the sample. The results showed that the samples had high affinity for RNA and heterogeneous structure. The structure of the sample is formed in the following ways: The result is that there is no specific structure to RNA binding. The same sample was analyzed by fluorescence correlation spectroscopy, and the high affinity of RNA and N was demonstrated. A method for synthesizing long-locked RNA in vitro was established and a method for synthesizing long-locked RNA in vitro was developed. This sample is used to modify the RNA.

项目成果

AlphaFold時代にこそ重要性を増すアンサンブルおよび一分子蛍光分光法の基礎

系综和单分子荧光光谱的基础知识，在 AlphaFold 时代变得越来越重要

• 发表时间: 2022
• 作者: Nakajima Yoshiki;Ugai-Amo Natsumi;Tone Naoki;Nakagawa Akiko;Iwai Masako;Ikeuchi Masahiko;Sugiura Miwa;Suga Michihiro;Shen Jian-Ren;髙橋 聡
• 通讯作者: 髙橋 聡

一分子蛍光測定を目指した SARS-CoV2 の N 蛋白質の精製及びラベル化

用于单分子荧光测量的 SARS-CoV2 N 蛋白的纯化和标记

• 发表时间: 2022
• 作者: 遠藤隼;伊藤優志;小井川浩之;高橋聡
• 通讯作者: 高橋聡

Single molecule fluorescence investigations on the structure transitions of LAF1- RGG upon the RNA binding and the droplet formation

单分子荧光研究 LAF1-RGG 在 RNA 结合和液滴形成时的结构转变

• 发表时间: 2021
• 作者: Kanna Fujita;Michiko Kimura;Hiroto Takahashi;Satoshi Takahashi;Hiroyuki Oikawa
• 通讯作者: Hiroyuki Oikawa

Hyper-mobile Water and Raman 2900 cm-1 Peak Band of Water Observed around Backbone Phosphates of Double Stranded DNA by High-Resolution Spectroscopies and MD Structural Feature Analysis of Water.

通过高分辨率光谱和水的 MD 结构特征分析，在双链 DNA 的主链磷酸盐周围观察到超流动水和拉曼 2900 cm-1 峰带。

• DOI: 10.1021/acs.jpcb.2c06952
• 发表时间: 2023
• 期刊: The journal of physical chemistry. B
• 作者: Suzuki,Makoto;Tsuchiko,Akira;Tanaka,Yoshiyuki;Matubayasi,Nobuyuki;Mogami,George;Uozumi,Nobuyuki;Takahashi,Satoshi
• 通讯作者: Takahashi,Satoshi

タイムタグ光子測定方式によるナノ秒蛍光相関分光測定システムの開発

利用时间标签光子测量方法开发纳秒荧光相关光谱测量系统

• 发表时间: 2023
• 作者: 佐野豊;伊藤優志;小井川浩之;高橋聡
• 通讯作者: 高橋聡