Quantitative analysis of rRNA foding triggered by specific molecular crowding in nucleolus

核仁中特定分子拥挤引发的 rRNA 合成的定量分析

• 批准号: 19F19337
• 负责人: 杉本 直己
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-11-08 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19337/
• 关键词: DNA二重鎖; 構造安定性; 熱力学; 分子クラウディング; 安定性予測

本研究では細胞核内に存在する核小体で起こるリボソームRNA(rRNA)の形成における分子環境の効果を定量的に解析することを目的とする。そのために、2021年度はRNAポリメラーゼ反応に及ぼす溶液環境の影響に関する研究を中心に行った。その結果、T7RNAポリメラーゼによるRNAの重合が溶液中の誘電率などの化学環境の変化によって、誤った基質を取り込み、変異が生じ易くなることを明らかにした。さらに、一度変異が生じると、基質の取り込みミスが次々と生じる現象も見出した。これらの結果は、溶液環境によってRNA-RNA二重鎖形成の安定性が変化することがRNAポリメラーゼの活性に大きく影響を及ぼすことを示している（Sci. Rep., 12, 1149（2022））。一方で、新型コロナウイルスの影響で2021年度は学会発表を行うことができなかった。一方で、2箇年の本研究期間によって、DNA-DNA、RNA/DNAハイブリッド、および RNA-RNA二重鎖の安定性予測を決定することができたことは特筆すべき実績である。その業績が認められ、特別研究員のGhosh博士は学会誌の執筆の招待を受け、単著で総説を発表した（日本核酸化学会誌 , 5, 8-13（2021））。さらに、これらの予測法を拡張して細胞内で活用できるようにするため、分子クラウディング環境の影響を一般化した新規予測法の開発も行った。これらの予測法はrRNAへの転写反応の鋳型配列依存的な転写速度 を予測するのに不可欠であり、今後のrRNAの転写及びフォールディングの研究の進展が期待できる。

This study aims to quantitatively analyze the effect of nucleosomes present in the cell nucleus and the formation of RNA (rRNA) molecular environment.そのために, 2021 はRNA ポリメラーゼreaction and ぼすsolution environmental impact に关するResearch Center に行った.その results, T7RNAポリメラーゼによるRNAのCoincidenceがElectroelectricity in the solutionなどのchemical ring The environment has changed, the environment has changed.さらに, once-changing が生じると, matrix のtake り込みミスが时々と生じるphenomenon も见出した. The stability of the RNA-RNA double lock formation and the stability of the solution environment are improved.ことがRNAポリメラーゼのActivity に大きく Impact を and ぼすことを Show している (Sci. Rep., 12, 1149(2022)). The influence of one side and the new model is the 2021 academic year 2021. During this research period of 2 years, Ichika, DNA-DNA, RNA/DNA, and Nako The prediction of the stability of the RNA-RNA double lock is determined by the determination of the stability of the RNA-RNA double lock.そのachievementがcognizeめられ, special researcher Dr.Ghoshは学报のWRITTENの客服をReceiveけ,嘘総说を発表した (Journal of the Japanese Nucleic Acid Chemistry Society, 5, 8-13 (2021)).さらに、これらの Predictive method を拡张して Intracellular できるようにするため、 Molecular クラウディングEnvironmental InfluenceのGeneralizationしたNew Regulation Prediction Methodの开発も行った. The prediction method of rRNA and the writing speed of rRNA based on the type of array-dependent writing It is expected that the future of rRNA will be written and the progress of research on rRNA will be expected.

项目成果

Prediction method for DNA duplex stability in molecular crowding conditions

分子拥挤条件下DNA双链体稳定性的预测方法

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Ghosh;S. Takahashi;T. Ohyama;T. Endoh;H. Kateishi-Karimata;N. Sugimoto
• 通讯作者: N. Sugimoto

Stability prediction of DNA duplexes available under diverse molecular crowding conditions

不同分子拥挤条件下 DNA 双链体的稳定性预测

• 发表时间: 2020
• 作者: GHOSH Saptarshi;高橋俊太郎;大山達也;遠藤玉樹;建石寿枝;杉本直己
• 通讯作者: 杉本直己

Nearest-neighbor parameters for predicting DNA duplex stability in diverse molecular crowding conditions

• DOI: 10.1073/pnas.1920886117
• 发表时间: 2020-06-23
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Ghosh, Saptarshi;Takahashi, Shuntaro;Sugimoto, Naoki
• 通讯作者: Sugimoto, Naoki

Prediction pramaters for DNA duplex stability under crowding conditions -DNA stability prediction

拥挤条件下 DNA 双链体稳定性的预测模型 -DNA 稳定性预测

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本核酸化学会誌
• 作者: S. Takahashi;S. Matsumoto;P. Chilka;S. Ghosh;H. Okura;and N. Sugimoto;S. Ghosh
• 通讯作者: S. Ghosh

Preferential targeting cancer-related i-motif DNAs by the plant flavonol fisetin for theranostics applications

植物黄酮醇非瑟酮优先靶向癌症相关 i-motif DNA，用于治疗诊断学应用

• DOI: 10.1038/s41598-020-59343-2
• 发表时间: 2020
• 期刊: Scientific Reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Takahashi Shuntaro;Bhattacharjee Snehasish;Ghosh Saptarshi;Sugimoto Naoki;Bhowmik Sudipta
• 通讯作者: Bhowmik Sudipta