真核生物の転写伸長を制御するトリガー反応の1分子観察

控制真核生物转录延伸的触发反应的单分子观察

• 批准号: 20J23072
• 负责人: 福本 紘大
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J23072/
• 关键词: DNAオリガミ; クライオ電子顕微鏡; 単粒子解析; リボソーム; 精製; 翻訳; 1分子イメージング; モータータンパク質; RNAポリメラーゼ

転写や翻訳の反応では、反応の中核を担うRNAポリメラーゼ・リボソーム等に多くの制御因子が結合した複合体 (超分子) が形成されることで、高度な制御が行われている。このような超分子を試験管内で解析することは有用なアプローチであるが、細胞内の複合体には(おそらく未知因子を含む) 多数の分子の助けによって形成されるものも存在し、試験管内で再構成した既知因子による複合体と細胞内の複合体が異なる可能性がある。昨年度までの研究の経過から、本年度では、超分子のモデルとなる翻訳複合体を、多価の結合手を用いることができるDNAオリガミを用いて精製する系を開発することを目標とした。DNAオリガミを用いた多価精製を実現するためには、DNAオリガミ担体上の結合手の種類を２種類以上に増やし、その2種類の結合手が同時に目標複合体に作用した時だけ結合が安定するよう、比較的弱い結合種を用いることが必要である。そこで、DNAオリガミ上に結合させたGFPやタグペプチドに対する抗体で目的分子を捕らえる系を開発した。その結果、GFPを融合させたリボソームや、リボソームによって翻訳されたタグペプチドがDNAオリガミに特異的に結合することを確認した。また、翻訳途中のリボソームを特異的にDNAオリガミ上に結合させることを目標に、翻訳を途中で停止させるストール配列 (SecM) の検討を行った。その結果、リボソームと新生ペプチドの複合体が安定に保持されることを示した。これらの研究結果は、DNAオリガミ上の複数の抗体を用い、翻訳途中のリボソームを特異的に精製する系を確立するために有用な成果である。本研究を発展させることで、細胞破砕液中の目標複合体をDNAオリガミを用いた多価精製を行う実験系の確立に貢献すると期待される。

The complex (supramolecular) is formed by binding multiple regulatory factors such as RNA, RNA and RNA. The analysis of supramolecular molecules in the test tube is not only useful, but also complex in the cell (including unknown factors). Most of the molecules help to form the complex, and the complex in the test tube is different. This year's research is aimed at the development of supramolecular DNA fusion complexes and the purification of DNA fusion complexes. The DNA binding agent is more than 2 kinds, and the binding agent is more than 2 kinds, and the binding agent is more stable. DNA binding to GFP and the development of target molecules As a result, GFP fusion was confirmed by DNA fusion. The search for a specific DNA sequence was carried out on the target and on the way to the target sequence. The result is that the complex is stable. The results of this study were useful in establishing a system for the purification of multiple antibodies on DNA. This study is expected to contribute to the establishment of DNA purification systems for target complexes in cell lysis solutions.

项目成果

キネシン分子の空間配置が輸送複合体の運動 に与える影響の評価

评估驱动蛋白分子的空间排列对运输复合物运动的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 福本 紘大;宮薗 侑也;多田隈 尚史;原田 慶恵
• 通讯作者: 原田 慶恵

DNAオリガミを用いたキネシン-1の空間配置が輸送複合体の協調運動に与える影響の解析

利用DNA折纸分析驱动蛋白-1的空间排列对运输复合物协调运动的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 福本 紘大;宮薗 侑也;多田隈 尚史;原田 慶恵
• 通讯作者: 原田 慶恵

DNA オリガミを用いたタンパク質の構造解析に向けて

使用 DNA 折纸技术进行蛋白质结构分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 福本 紘大;村山 祐子;Yuxiang Liu;Bingxun Wang;原田 慶恵;多田隈 尚史;関根 俊一
• 通讯作者: 関根 俊一

上海科技大学(中国)

上海科技大学（中国）

DNA origami-based supermolecule purification from bacterial lysate

基于 DNA 折纸的细菌裂解物超分子纯化

• 发表时间: 2022
• 作者: 福本 紘大;村山 祐子;Liu Yuxiang;Wang Bingxun;伊藤 耕一;原田 慶恵;関根 俊一;多田隈 尚史
• 通讯作者: 多田隈 尚史