Modular RNA engineering of RNA molecular switches (riboswitches)

RNA分子开关（核糖开关）的模块化RNA工程

• 批准号: 23310161
• 负责人: IKAWA YOSHIYA
• 金额: $ 8.99万
• 依托单位: University of Toyama (2013)Kyushu University (2011-2012)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23310161/
• 关键词: リボスイッチ; RNA; モジュール工学; ケミカルバイオロジー; リボザイム; シンセティック・バイオロジー; 合成生物学; シンセフィック・バイオロジー

Riboswitches are attractive not only as drug targets for novel antibiotics but also as modular tools for controlling gene expression. Riboswitches frequently have GNRA loop/receptor interaction modules in thier aptamer modules. In this study, the functional importance of the GAAA loop-receptor interaction in the c-diGMP riboswitch was examined. A series of variant c-diGMP riboswitches with mutations in the GAAA loop/receptor interaction were assayed for their switching abilities. These analyses strongly suggested that the GAAA loop/receptor interaction does not simply establish the RNA 3D structure but docking of P2 GAAA loop rigidifies the P3 element. This mechanism was applied to design an artificial riboswitch bearing a theophylline aptamer module in P3 the structural rigidity of which could be modulated by the small molecule theophylline. We also generated a new class of aptamer module that specifically recognizes a GAAC RNA tetraloop by employing in vitro directed evolution.

核糖开关不仅作为新型抗生素的药物靶标，而且作为控制基因表达的模块化工具，具有吸引力。核糖开关通常在其适体模块中具有GNRA环/受体相互作用模块。在这项研究中，GAAA环受体相互作用的c-diGMP核糖开关的功能的重要性进行了检查。测定了一系列在GAAA环/受体相互作用中具有突变的变体c-diGMP核糖开关的开关能力。这些分析有力地表明，GAAA环/受体相互作用并不简单地建立RNA的三维结构，但对接的P2 GAAA环硬化的P3元件。该机制被应用于设计一个人工核糖开关轴承茶碱适配体模块在P3的结构刚度可以调制的小分子茶碱。我们还产生了一类新的适体模块，通过采用体外定向进化，特异性地识别GAAC RNA四环。

项目成果

In vitro selection and characterization of a receptor for GAAC loop

GAAC 环受体的体外选择和表征

• 发表时间: 2011
• 作者: 林和宏;高柳和平;柴田道生;Junya Ishikawa;Junya Ishikawa;Shuhei Uchida;Junya Ishikawa
• 通讯作者: Junya Ishikawa

An in vitro-selected RNA receptor for the GAAC loop: The first modular receptor for non-GNRA-type tetraloop

体外选择的 GAAC 环 RNA 受体：第一个非 GNRA 型四环的模块化受体

• 发表时间: 2013
• 作者: 石野園子;久場由真仁;山上健;徳原将弘;跡見晴幸;石野良純;Yoshiya Ikawa
• 通讯作者: Yoshiya Ikawa

モジュール工学と進化工学によるRNA 触媒の人工創製

利用模块化工程和进化工程人工创造RNA催化剂

• 发表时间: 2011
• 作者: 島貫万実;舟久保翔太;山田拓也;木村築;佐藤洋輔;早川一郎;木越英夫;井川善也
• 通讯作者: 井川善也

An in vitro-selected RNA receptor for the GAAC loop: modular receptor for non-GNRA-type tetraloop.

• DOI: 10.1093/nar/gkt040
• 发表时间: 2013-04-01
• 期刊: Nucleic acids research
• 影响因子: 14.9
• 作者: Ishikawa J;Furuta H;Ikawa Y
• 通讯作者: Ikawa Y

Formation of a catalytic supramolecular RNA 1D-array through self-assembly of an engineered group I intron RNA enzyme

通过工程化 I 组内含子 RNA 酶的自组装形成催化超分子 RNA 一维阵列

• 作者: Narumi Uehara;Hiroyuki Furuta;Yoshiya Ikawa
• 通讯作者: Yoshiya Ikawa