Functionalization of RNA conformational switch focusing on co-transcriptional transition of nascent RNA structure

RNA构象开关的功能化重点关注新生RNA结构的共转录转变

• 批准号: 24750167
• 负责人: ENDOH Tamaki
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24750167/
• 关键词: 転写共役構造形成; RNA; 構造変化; リボスイッチ; 準安定構造; 最安定構造; 低分子リガンド; 転写共役RNA構造形成; 転写反応; SELEX; 新生RNA構造形成

In this study, we functionalized RNA conformational switch for constructing biosensors and gene regulation systems by focusing on metastable RNA structure, which is formed by co-transcriptional folding during transcription. We selected RNAs, which show conformational transition in response to neomycin, from a library consists of neomycin aptamer and TAR-RNA connected by random nucleotides sequence. Then, based on a secondary structure of the selected RNA, we rationally designed RNA conformational switch that responds to thiamine pyrophosphate (TPP). The RNA enabled detection of TPP during transcription through co-transcriptional transition of nascent RNA structure. We also designed RNAs, which transition its structure from metastable secondary structure formed by co-transcriptional folding to most stable quadruplex structure. Intracellular gene expression depended on the rate of the conformation transition.

在这项研究中，我们将RNA构象开关功能化，以构建生物传感器和基因调控系统，重点关注亚稳态RNA结构，它是在转录过程中通过共转录折叠形成的。我们从由新霉素适配子和TAR-RNA组成的随机核苷酸序列连接的文库中筛选出对新霉素有反应的构象变化的RNA。然后，基于所选择的RNA的二级结构，我们合理地设计了对硫胺素焦磷酸(TPP)反应的RNA构象开关。该RNA通过新生RNA结构的共转录转变，在转录过程中检测到TPP。我们还设计了RNA，将其结构从共转录折叠形成的亚稳定二级结构转变为最稳定的四链结构。细胞内基因的表达依赖于构象转换的速率。

项目成果

細胞内核酸化学(CSJカレントレビューここまで進んだバイオセンシング・イメージング1分子から細胞,脳まで)

细胞内核酸化学（CSJ最新综述从单分子到细胞和大脑的高级生物传感和成像）

• 发表时间: 2012
• 作者: 遠藤玉樹;杉本直己;化学同人
• 通讯作者: 化学同人

生命分子の挙動に及ぼす分子環境の効果(49)転写途中に形成される準安定なRNA二次構造によるRNA四重鎖構造を介した翻訳抑制への影響

分子环境对生物分子行为的影响 (49) 转录过程中形成的亚稳态 RNA 二级结构通过 RNA 四链体结构对翻译抑制的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: 遠藤玉樹;杉本直己
• 通讯作者: 杉本直己

Translational halt during elongation caused by G-quadruplex formed by mRNA

• DOI: 10.1016/j.ymeth.2013.05.026
• 发表时间: 2013-11-01
• 期刊: METHODS
• 影响因子: 4.8
• 作者: Endoh, Tamaki;Kawasaki, Yu;Sugimoto, Naoki
• 通讯作者: Sugimoto, Naoki

生命分子の挙動に及ぼす分子環境の効果(49) 転写途中に形成される準安定なRNA二次構造によるRNA四重鎖構造を介した翻訳抑制への影響

分子环境对生物分子行为的影响 (49) 转录过程中形成的亚稳态 RNA 二级结构通过 RNA 四链体结构对翻译抑制的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: 遠藤玉樹;杉本直己
• 通讯作者: 杉本直己

Suppression of Gene Expression by G-Quadruplexes in Open Reading Frames Depends on G-Quadruplex Stability

• DOI: 10.1002/anie.201300058
• 发表时间: 2013-01-01
• 期刊: ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION
• 影响因子: 16.6
• 作者: Endoh, Tamaki;Kawasaki, Yu;Sugimoto, Naoki
• 通讯作者: Sugimoto, Naoki